Qual o valor da massa de sulfato de ferro III anidro que deve ser colocada em um balão volumétrico de 500mL de capacidade, para obter uma solução aquosa 20 milimol/L em íons férricos, após completar o volume do balão com água destilada?

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem um exercício de química onde precisa descobrir qual a massa de sulfato de ferro III anidro que precisa colocar em um balão volumétrico de 500 mL para obter uma solução com 20 milimol por litro de íons férricos. Para resolver isso, vamos usar conceitos de molaridade, relações estequiométricas e cálculos de massa molar.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é molaridade. Molaridade ($ C $) é a quantidade de mols de soluto presentes em 1 litro de solução. A fórmula é:
C
onde:
  • $ C $ é a molaridade,
  • $ n $ é o número de mols,
  • $ V $ é o volume da solução em litros.

Passo 3

Nosso objetivo é encontrar a massa de $ Fe_2(SO_4)_3 $ necessária. Sabemos que queremos uma solução de 20 mmol/L de íons férricos ($ Fe^{3+} $) em um volume de 500 mL (que é 0,5 litros).

Passo 4

Vamos calcular o número de mols de $ Fe^{3+} $ que precisamos:
Fe^3+

Passo 5

Agora, observamos que cada molécula de $ Fe_2(SO_4)_3 $ libera 2 íons $ Fe^{3+} $. Então, para obter 10 mmol de $ Fe^{3+} $, precisamos de:
Fe2(SO4)3

Passo 6

Vamos calcular a massa molar de $ Fe_2(SO_4)_3 $. As massas atômicas são aproximadamente:
  • Fe: 55,845 g/mol
  • S: 32,065 g/mol
  • O: 15,999 g/mol
Então,
Fe2(SO4)3
M = 2(55,845) + 3[32,065 + 4(15,999)]
M = 111,69 + 3[32,065 + 63,996]
M = 111,69 + 3(96,061)
M = 111,69 + 288,183

Passo 7

Agora, calculamos a massa necessária usando a fórmula:
m = n times M
m = 5, mmol times 399,873, g/mol
Como 1 mol = 1000 mmol,
m = 0,005, mol times 399,873, g/mol
m = 1,999, g

Resposta

Você deve pesar aproximadamente 2,00 gramas de sulfato de ferro III anidro e dissolvê-los em um balão volumétrico de 500 mL, completando com água destilada para obter a solução desejada.

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