O teor de cobre de determinados supercondutores específicos para uso em altas temperaturas pode ser determinado dissolvendo-se uma amostra do supercondutor em ácido diluído e titulando-se uma amostra com o ion iodeto, que é oxidado ao ion triiodeto pelo cobre.
6 Cu^2+(aq)+15 I^-(aq) longrightarrow 6 CuI(aq)+3 I3^-(aq)
A quantidade de triiodeto consumida é determinada com uma reação com o ion tiossulfato. Em um experimento, 1,10 g de um supercondutor precisou de 24,4 mL de I3 ^-(aq) 0,0010 m para atingir o ponto estequiométrico. Qual era a percentagem em massa do cobre no supercondutor?

Passo 1

Beleza, vamos ver o que o enunciado diz e o que a gente precisa:
– Temos a reação redox
6,Cu^2+(aq) ;+;15,I^-(aq);longrightarrow;6,CuI(s);+;3,I3^-(aq)
– Uma amostra de 1,10 g do supercondutor foi titulada com solução de I3^- 0,0010 M, gastando 24,4 mL até chegarmos ao ponto estequiométrico.
Conteúdo: estequiometria de reações, mol, concentração molar. Vamos usar tudo isso pra achar quantos mols de cobre havia e depois converter em massa e em porcentagem.

Passo 2

Calcular quantos mols de I3^- foram consumidos (aqui é bem direto: concentração vezes volume):
nI3^- = Ccdot V = (0,0010;mol/L)times(0,0244;L) =2,44times10^-5;mol

Passo 3

Agora, a gente olha a estequiometria da reação em relação a I3^- e Cu^2+:
6;Cu^2+;longrightarrow;3;I3^-
Ou seja, para cada 3 mol de I3^- formados (ou consumidos), havia 6 mol de Cu^2+.
Portanto
nCu^2+ = 63;nI3^- =2times(2,44times10^-5) =4,88times10^-5;mol

Passo 4

Transformar mols de cobre em massa. A massa molar do Cu é aproximadamente 63,55 g/mol:
mCu = nCu^2+times MCu = (4,88times10^-5;mol)times(63,55;g/mol) approx0,00310;g

Passo 5

Por fim, calculamos a porcentagem em massa de Cu no supercondutor:
%;Cu = mCumamostratimes100% = 0,003101,10times100% approx0,28%

Resposta

A amostra de supercondutor continha cerca de 0,28 % (m/m) de cobre.

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