Uma titulação condutimétrica de 0,200 g de uma amostra que contém Fe(OH)3 em 50 mL de água, com HCl 1,080 mol / L forneceu os seguintes dados experimentais. Sabendo-se que o Kps[Fe(OH)3]=1,6 times 10^-39 e com os dados da tabela, pede-se:
14(a)
Faça o gráfico da curva de titulação, e calcule o teor de Fe(OH)3 na amostra.
14(b)
Explique o formato da curva de titulação
V / mL 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00
k / mS cm^-1 69,8 72,7 75,2 77,5 80,2 91,5 106,2 119,4 131,9

Passo 1

Vamos analisar o problema que temos aqui. Estamos lidando com uma titulação condutimétrica para determinar o teor de Fe(OH)3 em uma amostra. Sabemos que foram utilizados 0,200 g da amostra dissolvidos em 50 mL de água, e a titulação foi feita com HCl de concentração 1,080 mol/L. Também nos foi fornecido o valor do produto de solubilidade Kps para Fe(OH)3, que é 1,6 times 10^-39. Além disso, temos uma tabela com os valores de volume de HCl adicionados e a condutividade correspondente. Nosso objetivo é fazer o gráfico da curva de titulação e calcular o teor de Fe(OH)3 na amostra.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é uma titulação condutimétrica. Nesse tipo de titulação, medimos a condutividade da solução à medida que adicionamos um titulante. A condutividade elétrica depende dos íons presentes na solução. Quando adicionamos HCl, que é um ácido forte, ele se dissocia completamente em H^+ e Cl^-, aumentando a condutividade da solução.

Passo 3

Vamos determinar a reação química que ocorre durante a titulação. O Fe(OH)3 é uma base fraca que pode reagir com o HCl da seguinte forma:
Fe(OH)3 + 3HCl FeCl3 + 3H2O
Isso significa que cada mol de Fe(OH)3 reage com 3 mols de HCl.

Passo 4

Agora, vamos calcular a quantidade de HCl adicionada em cada volume registrado na tabela. A concentração de HCl é 1,080 mol/L. Portanto, para um volume V em litros, a quantidade de mols de HCl é:
n(HCl) = 1,080 , mol/L times V , L

Passo 5

Com base na reação química, sabemos que:
n(Fe(OH)3) = n(HCl)3
Isso porque 3 mols de HCl reagem com 1 mol de Fe(OH)3.

Passo 6

Vamos determinar o ponto de equivalência na titulação, que é o ponto onde todo o Fe(OH)3 foi completamente reagido pelo HCl. No gráfico de condutividade versus volume de HCl, o ponto de equivalência geralmente corresponde à inflexão da curva.

Passo 7

Analisando os dados fornecidos:
V / mL 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00
k / mS cm ^-1 69,8 72,7 75,2 77,5 80,2 91,5 106,2 119,4 131,9
Observamos que há um aumento mais acentuado na condutividade a partir de 4,00 mL de HCl, indicando a aproximação do ponto de equivalência.

Passo 8

Vamos estimar o volume no ponto de equivalência. Observando a tabela, a condutividade começa a aumentar significativamente entre 4,00 mL e 5,00 mL. Para maior precisão, podemos considerar o ponto médio entre esses volumes, por exemplo, aproximadamente Veq = 4,5 mL.

Passo 9

Calculando os mols de HCl no ponto de equivalência:
Veq = 4,5 , mL = 0,0045 , L
n(HCl) = 1,080 , mol/L times 0,0045 , L = 0,00486 , mol

Passo 10

Agora, calculamos os mols de Fe(OH)3:

Passo 11

Calculamos a massa molar do Fe(OH)3:
Fe: 55,85 , g/mol
O: 16,00 , g/mol times 3 = 48,00 , g/mol
H: 1,01 , g/mol times 3 = 3,03 , g/mol
Molaridade = 55,85 + 48,00 + 3,03 = 106,88 , g/mol

Passo 12

Calculamos a massa de Fe(OH)3 na amostra:
m = n times M = 0,00162 , mol times 106,88 , g/mol = 0,1732 , g

Passo 13

Calculamos o teor de Fe(OH)3 na amostra:
A amostra original tem 0,200 , g, então:
% , Fe(OH)3 = ( 0,1732 , g0,200 , g ) times 100% = 86,6%

Resposta

O teor de Fe(OH)3 na amostra é de 86,6%.

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