A Técnica gravimétrica de determinação de Ferro em amostras minerais consistem e transformar o Ferro metálico no íon Ferro(III) e depois precipitá-lo utilizando hidróxido de sódio. Após a calcinação (queima a 1000^circ C ), o hidróxido de ferro é transformado em Óxido de Férrico de acordo com a reação abaixo.
& 2 Fe^0(s)+6 HCl(aq) rightarrows 2 Fe^3+(aq)+6 Cl^-(aq)+6 H2(g) & 2 Fe^3+(aq)+6 NaOH+6 Cl^-(aq) rightarrows 2 Fe(OH)3(s)+6 Na^+(aq)+6 Cl^-(aq) & 2 Fe(OH)3(s)+De<a H(1000^circ C) rightarrows 1 Fe2 O3(s)+3 H2 O(v)
Considere que tenha sido pego uma amostra mineral de 100,00 gramas e a mesma dissolvida em um balão de volume de 1000,00 ml 50,00 ml dessa solução foi analisada por análise gravimétrica e o resultado foi uma massa de 4,251 gramas de Fe2 O3. Qual a porcentagem em massa do Ferro no minério original? Considere os significativos.
(Dados: MM Fe - 55,85 g mol^- ; MM O=15,99 g mol^- ; MM H=1,01 g mol^-)

Passo 1

O enunciado pede a determina\c{c}~ao gravim’etrica da porcentagem em massa de ferro num min’erio de 100,00,g, sabendo que ap’os dissolu\c{c}~ao e dilui\c{c}~ao a 1000,00,mL, uma al’iquota de 50,00,mL gerou 4,251,g de Fe2O3 ap’os calcina\c{c}~ao. Vamos usar estequiometria para passar de massa de Fe2O3 para massa de Fe, relacionar isso ao volume total da solu\c{c}~ao e, por fim, obter a porcentagem de Fe no min’erio original.

Passo 2

Calcular a massa molar de Fe2O3. Temos
M(Fe2O3) =2,M(Fe)+3,M(O) =2cdot55,85+3cdot15,99=159,67 g/mol

Passo 3

Determinar o número de mols de Fe2O3 precipitado:
n(Fe2O3) =4,251 g159,67 g/mol approx0,02662 mol

Passo 4

Da estequiometria da calcinação, 1 mol de Fe2O3 contém 2 mols de Fe. Logo
n(Fe) =2,n(Fe2O3) =2times0,02662=0,05324 mol
Convertendo para massa de Fe na alíquota:
m(Fe) =0,05324 moltimes55,85 g/mol approx2,974 g

Passo 5

A al’iquota de 50,00,mL veio de 1000,00,mL totais, portanto a massa de Fe em toda a solu\c{c}~ao mtotal(Fe) =2,974 gtimes1000,0050,00 =59,48 g

Passo 6

Calcular a porcentagem em massa de Fe no min’erio original de 100,00,g: % Fe =59,48 g100,00 gtimes100% =59,48%

Resposta

A porcentagem em massa de ferro no minério é 59,48%.

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