Questão 3-O método de Volhard (retrotitulação) foi utilizado para determinar a concentração de cloreto ( \mathrm{MM}_{\mathrm{Cl}}=35,45 \mathrm{~g} / \mathrm{mol} ) em uma solução salina. Para isso, uma alíquota de 5,0 \mathrm{~mL} da referida solução foi transferida para um erlenmeyer, seguida da adição de um volume de 20,0 mL de uma solução de nitrato de prata \left(\mathrm{AgNO}_{3}\right) 0,100 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}. O excesso de \mathrm{Ag}^{+}na mistura foi então titulado com solução padrão de tiocianato de potássio (KSCN) 0,100 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}, consumindo um volume de 6,20 \mathrm{~mL}. Determine a concentração de cloreto em g/L na solução salina.
Reaşões Químicas:
\mathrm{Ag}^{+}+\mathrm{Cl}^{-} \Rightarrow \mathrm{AgCl}(\mathrm{s})
\mathrm{Ag}^{+}+\mathrm{SCN}^{-} \Rightarrow \mathrm{AgSCN}(\mathrm{s})
secuação de precipitado se 50 mL de nitrato de chumbo \left(\mathrm{Pb}\left(\mathrm{NO}_{3}\right)_{2}\right) 0,0050 mol/L forem misturados com 100 mL de tiocianato de potássio (KSCN) 0,0050 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}
Dados: \mathrm{Pb}(\mathrm{SCN})_{2} \Leftrightarrow \mathrm{~Pb}^{2+}+2 \mathrm{SCN} . \quad \mathrm{Kps}=2,0 \times 10^{-5}

Passo 1

O enunciado traz duas partes. Na primeira, temos o método de Volhard para determinar a concentração de cloreto em uma solução salina: parte da amostra (5,0 mL) é titulada com 20,0 mL de AgNO₃ 0,100 mol/L, e o excesso de Ag⁺ é contraritulado com 6,20 mL de KSCN 0,100 mol/L. Vamos precisar calcular moles de Ag⁺ adicionados, moles de SCN⁻ consumidos e daí extrair moles de Cl⁻ originais, para obter a concentração em g/L.
Na segunda parte, mistura-se 50 mL de Pb(NO₃)₂ 0,0050 mol/L com 100 mL de KSCN 0,0050 mol/L, sabendo-se que o sal que precipita é Pb(SCN)₂ com Kps = 2,0×10⁻⁵. Vamos calcular as concentrações iniciais, o produto iônico Q e compará-lo a Kps para ver se precipita e, se sim, qual seria a sequência de formação de Pb(SCN)₂.

Passo 2

Calcule o número de mols de Ag⁺ inicialmente adicionados:
n_{\mathrm{Ag,\,inicial}} = 0{,}0200\\ \mathrm{L}\times 0{,}100\\ \mathrm{mol/L} = 0{,}00200\\ \mathrm{mol}.

Passo 3

Calcule o número de mols de SCN⁻ usados na contrarítulação do excesso de Ag⁺:
n_{\mathrm{SCN}} = 0{,}00620\\ \mathrm{L}\times 0{,}100\\ \mathrm{mol/L} = 0{,}000620\\ \mathrm{mol}.
Como a reação é \mathrm{Ag}^+ + \mathrm{SCN}^- \to \mathrm{AgSCN}(s), cada mol de SCN⁻ consome 1 mol de Ag⁺. Logo, o excesso de Ag⁺ após precipitar todo o Cl⁻ é n_{\mathrm{excesso}}=0{,}000620\\ \mathrm{mol}.

Passo 4

Determine os mols de Cl⁻ na alíquota a partir da diferença entre Ag⁺ adicionado e Ag⁺ em excesso:
n_{\mathrm{Cl}^-} = n_{\mathrm{Ag,\,inicial}} - n_{\mathrm{excesso}} =0{,}00200 - 0{,}000620 = 0{,}00138\\ \mathrm{mol}.

Passo 5

Concentre-se na amostra original de 5,0 mL para obter a molaridade de Cl⁻:
c_{\mathrm{Cl}^-} = \frac{0{,}00138\\ \mathrm{mol}}{0{,}00500\\ \mathrm{L}} = 0{,}276\\ \mathrm{mol/L}.
Convertendo para gramas por litro usando \mathrm{MM}_{\mathrm{Cl}}=35{,}45\\ \mathrm{g/mol}:
\rho_{\mathrm{Cl}^-} = 0{,}276\\ \mathrm{mol/L}\times 35{,}45\\ \mathrm{g/mol} = 9{,}78\\ \mathrm{g/L}.

Passo 6

Agora, para a mistura de Pb(NO₃)₂ e KSCN, calcule as concentrações iniciais após combinar 50 mL de 0,0050 M e 100 mL de 0,0050 M. O volume total é 0,150 L.
[\mathrm{Pb}^{2+}]_0 = \frac{0{,}0050\\ \mathrm{mol/L}\times 0{,}050\\ \mathrm{L}}{0{,}150\\ \mathrm{L}} = 0{,}001667\\ \mathrm{M},
[\mathrm{SCN}^-]_0 = \frac{0{,}0050\\ \mathrm{mol/L}\times 0{,}100\\ \mathrm{L}}{0{,}150\\ \mathrm{L}} = 0{,}00333\\ \mathrm{M}.

Passo 7

Calcule o produto iônico inicial Q para \mathrm{Pb(SCN)}_2 \leftrightarrow \mathrm{Pb}^{2+} + 2\,\mathrm{SCN}^-:
Q = [\mathrm{Pb}^{2+}]_0\,[\mathrm{SCN}^-]_0^2 =0{,}001667\times(0{,}00333)^2\approx 1{,}85\times10^{-8}.
Compare com K_{ps}=2,0\times10^{-5}. Como Q < K_{ps}, não há precipitação sob essas condições.

Passo 8

Para saber quando começa a precipitar, faça K_{ps} = [\mathrm{Pb}^{2+}]_0\,[\mathrm{SCN}^-]_{\mathrm{crit}}^2, isolando
[\mathrm{SCN}^-]_{\mathrm{crit}} = \sqrt{\frac{2{,}0\times10^{-5}}{0{,}001667}} \approx 0{,}11\\ \mathrm{M}.
Assim, se aumentarmos [\mathrm{SCN}^-] além de 0,11 M, o sal \mathrm{Pb(SCN)}_2 será o primeiro e único a precipitar.

Resposta

A concentração de cloreto na solução salina é 9,78 g/L.
Na mistura de Pb(NO₃)₂ e KSCN nas concentrações e volumes dados, não ocorre precipitação ( Q<K_{ps}); se [\mathrm{SCN}^-] ultrapassar 0,11 M, então \mathrm{Pb(SCN)}_2 precipita primeiro.

Exercícios relacionados