- Qual volume mínimo de
será necessário para garantir um excesso de íon prata na titulação de
de uma amostra de
pelo método de Volhard?
Passo 1
O que o enunciado pede e o que ele dá.
- Pedido: encontrar o volume mínimo de solução de
necessário para garantir um excesso de íon prata na titulação (Volhard) de uma amostra de massa cuja composição é (m/m) de . - Dados fornecidos:
- Massa da amostra:
. - Fração em massa de
: (m/m) fração . - Concentração da solução de
: .
- Massa da amostra:
Observação explícita: o enunciado pede volume mínimo que garanta um excesso de
. Para isso precisamos, no mínimo, adicionar a quantidade estequiométrica de
suficiente para precipitar todos os
presentes; qualquer volume ligeiramente maior que o calculado deixará um excesso. A conta abaixo calcula a quantidade de
necessária para reagir com todo o cloreto presente (valor mínimo prático para garantir precipitação completa; para ter excesso efetivo basta tomar um volume um pouco maior que esse valor).
Passo 2
Calcular a massa de
contida na amostra (uso direto da porcentagem em massa).
Fórmula usada:
fração em massa.
Explicação didática: a porcentagem em massa indica quantos gramas de
existem em cada grama da amostra; multiplicando pela massa total da amostra obtemos a massa do composto.
Passo 3
Determinar a massa molar (massa molecular) de
.
- Valores atômicos aproximados usados (tabela periódica):
, . - Massa molar de
:
Explicação didática: massa molar é a soma das massas atômicas de cada átomo na fórmula; indica quantos gramas correspondem a uma mole da substância.
Passo 4
Calcular o número de mols de
presentes.
Fórmula usada:
, onde
é massa e
massa molar.
Explicação didática: dividir massa pela massa molar nos dá quantas moles da substância existem.
Passo 5
Determinar o número de mols de íon cloreto
.
Relação estequiométrica: cada fórmula de
fornece
íons
. Então
Explicação didática: a estequiometria da fórmula indica quantos íons de cloreto há por unidade de
.
Passo 6
Relacionar com a reação de precipitação com prata e determinar os mols de
exigidos.
Reação principal de precipitação:
Esta reação é 1:1 em mols (
mol de
precipita
mol de
), logo o número de mols de
necessários (mínimo estequiométrico) é igual a
:
Didática curta sobre Volhard: no método de Volhard adiciona-se
em excesso para precipitar
; o excesso de
que permanecer é depois titulado (retro-titrado). Aqui calculamos a quantidade de
necessária para consumir todo o cloreto; para ter excesso útil na prática, adiciona-se um pouquinho a mais do volume calculado.
Passo 7
Calcular o volume da solução de
que contém essa quantidade de mols de
.
Fórmula usada:
, onde
é número de mols e
a concentração (mol/L). Convertendo para mL ao final.
Convertendo para mililitros:
Explicação didática: a concentração (mol/L) nos diz quantos mols há por litro; dividir os mols necessários pela concentração dá o volume em litros; multiplicar por
converte para mL.
Passo 8
Arredondamento e interpretação final.
- Dados iniciais têm em geral 4 algarismos significativos, então reportamos o resultado com 4 algarismos significativos:
. - Interpretação prática: este volume fornece a quantidade estequiométrica de
necessária para precipitar todo o . Para “garantir um excesso” real no procedimento experimental, deve-se usar um volume ligeiramente maior do que esse (por exemplo, adicionar mais uma pequena porção), mas o valor calculado é o volume mínimo teórico correspondente à estequiometria.