Um produto farmacêutico indicado para o tratamento de irritações da pele é produzido à base de ZnO e
. Uma amostra de
desse medicamento seco foi dissolvida em ácido e diluído com água destilada em um balão volumétrico de
. Uma alíquota de
foi transferida para um Erlenmeyer e adicionados uma solução de fluoreto de potássio para mascarar o ferro. O pH foi ajustado para 10 e a titulação requereu
de uma solução padrão de EDTA
. Qual a concentração de ZnO na amostra em
? Considere as massas molares do
e do
.
a) 64
b) 81
c) 89
d) 99
a) 64
b) 81
c) 89
d) 99
Passo 1
O enunciado pede a concentração em porcentagem massa/massa de ZnO numa amostra do medicamento. Dados fornecidos (vou listar tudo explicitamente):
A massa da amostra seca: .\n
A solução final foi completada para .\n
Alíquota titulada: .\n
Volume de EDTA gasto na titulação da alíquota: .\n
Concentração da solução padrão de EDTA: .\n
Máscara com fluoreto de potássio (informação do enunciado: o fluoreto mascara o ferro, logo a titulação com EDTA determina apenas o zinco na alíquota).\n
Massas molares fornecidas: e
(essa última não é necessária para o cálculo, mas foi dada).\n
A massa da amostra seca:
A solução final foi completada para
Alíquota titulada:
Volume de EDTA gasto na titulação da alíquota:
Concentração da solução padrão de EDTA:
Máscara com fluoreto de potássio (informação do enunciado: o fluoreto mascara o ferro, logo a titulação com EDTA determina apenas o zinco na alíquota).\n
Massas molares fornecidas:
Passo 2
Explicação didática do método e princípios usados (sem assumir que você já sabe):\n
- O EDTA é um agente quelante que forma complexos com íons metálicos, e na prática com muitos metais divalentes como
a reação tem este comportamento estequiométrico simples: um mol de EDTA complexa um mol de . Então podemos tomar a razão estequiométrica como entre e (moles).\n - Fórmula básica para quantidade de matéria (moles):
, onde é número de moles, é concentração (em ) e é volume (em ). Vou usar essa fórmula para calcular os moles de EDTA consumidos na titulação da alíquota.\n - A alíquota foi
de uma solução preparada a partir da amostra total de . Isso significa que a fração da amostra na alíquota é . Para obter a quantidade total de zinco na amostra original devemos multiplicar o valor encontrado na alíquota por .\n - Depois de obter os moles de
totais, convertemos moles em massa usando a massa molar do composto buscado (a massa molar de nos diz quantos gramas contém um mol de ): , onde é a massa molar ( ).\n - Finalmente, a porcentagem massa/massa é
.\n
Isso é tudo o que vamos aplicar passo a passo.
Passo 3
Calcular os moles de EDTA consumidos na titulação da alíquota usando
.\n
Volume de EDTA em litros: \n
Concentração do EDTA: \n
Logo,
Volume de EDTA em litros:
Concentração do EDTA:
Logo,
Passo 4
Determinar os moles de
na alíquota. Pela estequiometria
entre EDTA e
,
Passo 5
Escalar os moles da alíquota para os moles no frasco volumétrico total (
). Fator de escala:
Logo,
Passo 6
Converter moles de
em massa de
. Aqui é importante notar: a titulação determina o zinco presente; assume-se que o zinco na amostra está na forma que se converteu para
ao secar (o enunciado pede concentração de
). Então usamos a massa molar de
para transformar moles em gramas.\n
Massa molar de :
\n
Aplicando :
Massa molar de
Aplicando
(Explicando rapidamente: um mol de
pesa
; portanto
mol pesa
gramas.)
Passo 7
Calcular a porcentagem massa/massa de
na amostra:
Arredondamento: resultados experimentais costumam ser reportados com 2 algarismos significativos compatíveis com os dados; aqui a opção disponível mais próxima é
.
Passo 8
Conclusão e escolha na lista de alternativas: a resposta correta é a alternativa b).
Resposta
b)