Todo o ferro de uma amostra de ferro de
é dissolvida numa solução acidica e convertida em
o qual foi titulada com uma solução de
de
. Na titulação, o ferro é oxidado a
. A titulação requer
da solução de
. Qual a porcentagem em massa de ferro na amostra?
Passo 1
Vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos uma amostra de ferro que pesa 2,0000 g. Todo esse ferro foi dissolvido em uma solução ácida, transformando-o em íons
. Depois, usamos uma solução de
com concentração de
para titular esses íons de ferro. Na titulação, o ferro passa de
para
. Foram necessários 27,4500 mL dessa solução de
. Nosso objetivo é descobrir qual a porcentagem em massa de ferro na amostra inicial.
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de estequiometria das reações de titulação redox, calcular as moles envolvidas e relacionar isso com a massa de ferro na amostra.
Passo 2
Primeiro, vamos converter o volume da solução de
usada na titulação de mililitros para litros, porque a concentração está em mol/L.
Passo 3
Agora, vamos calcular quantas moles de
foram usadas na titulação. Para isso, usamos a fórmula:
Substituindo os valores:
Passo 4
Agora, precisamos entender a reação química que está acontecendo. A reação redox entre
e
em meio ácido é a seguinte:
Isso significa que 1 mol de
reage com 5 moles de
.
Passo 5
Usando a relação da reação, podemos calcular quantas moles de
foram necessárias para reagir com as moles de
usadas:
Passo 6
Agora, vamos converter as moles de
para massa de ferro. Sabemos que a massa molar do ferro (Fe) é aproximadamente 55,845 g/mol. Então:
Passo 7
Por fim, para encontrar a porcentagem em massa de ferro na amostra inicial, usamos a fórmula:
Substituindo os valores:
Resposta
A porcentagem em massa de ferro na amostra é de aproximadamente
.