Você agora é um professor de Química Analítica e está preparando uma aula prática. Nela você vai utilizar uma solução de \mathrm{KMnO}_{4} 0,0400 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}. Que massa de oxalato de sódio \left(\mathrm{Na}_{2} \mathrm{C}_{2} \mathrm{O}_{4}\right) você vai dizer ao seu aluno para pesar de modo que na padronização sejam consumidos cerca de 15 mL de solução?
R=201 \mathrm{mg}

Passo 1

Resumindo o enunciado: temos uma solução de \mathrm{KMnO}_{4} de concentração 0,0400, \mathrm{mol/L} e queremos saber que massa de \mathrm{Na}_{2}\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4} deve ser pesada para que, na titulação, se consumam cerca de 15,mL dessa solução. O conteúdo envolve química analítica de reações redox e cálculo estequiométrico.

Passo 2

Escrevemos a equação balanceada em meio ácido:
2\,\mathrm{MnO}_{4}^{-} \;+\; 5\,\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}^{2-} \;+\;16\,\mathrm{H}^{+} \;\longrightarrow\; 2\,\mathrm{Mn}^{2+} \;+\;10\,\mathrm{CO}_{2} \;+\;8\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}
Dessa reação vemos que 2 mol de \mathrm{MnO}_{4}^{-} reagem com 5 mol de \mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}^{2-}. Logo, cada mol de \mathrm{KMnO}_{4} (que fornece \mathrm{MnO}_{4}^{-}) consome \tfrac{5}{2}=2{,}5 mol de \mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}^{2-}.

Passo 3

Calculamos as mols de \mathrm{KMnO}_{4} em 15,mL:
n_{\mathrm{KMnO}_{4}} = C \times V = 0{,}0400\;\mathrm{mol/L}\;\times\;0{,}015\;\mathrm{L} = 6{,}00\times10^{-4}\;\mathrm{mol}.

Passo 4

Usando a razão estequiométrica, as mols de \mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}^{2-} são
n_{\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}^{2-}} = n_{\mathrm{KMnO}_{4}}\times2{,}5 = 6{,}00\times10^{-4}\times2{,}5 = 1{,}50\times10^{-3}\;\mathrm{mol}.

Passo 5

Calculamos a massa de \mathrm{Na}_{2}\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}. A massa molar é
M(\mathrm{Na}_{2}\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}) = 2\times22{,}99 + 2\times12{,}01 + 4\times16{,}00 \approx134{,}0\;\mathrm{g/mol}.
Logo, a massa necessária é
m = n_{\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}^{2-}} \times M = 1{,}50\times10^{-3}\;\mathrm{mol}\times134{,}0\;\mathrm{g/mol} = 0{,}201\;\mathrm{g} = 201\;\mathrm{mg}.

Resposta

Você deve pesar cerca de 201 mg de \mathrm{Na}_{2}\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}.

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