Enunciado

O peróxido de hidrogênio, H 2 O 2 , é um agente de branqueamento não tóxico que está sendo usado como substituto do cloro na indústria e nas lavanderias domésticas. O processo de branqueamento é uma oxidação e, quando o peróxido de hidrogênio atua como um agente branqueador, o único resíduo que gera é o H 2 O .

  1. Uma reação em que o H 2 O 2 atua como um agente oxidante é

F e 2 + ( a q ) +   H 2 O 2 ( a q ) + H + ( a q ) →   F e 3 + ( a q ) +   H 2 O ( a q )

Balanceie a equação e determine que massa de ferro (II) pode ser oxidada em ferro (III) em 54,1 mL de 0,200 M de H 2 O 2 ( a q ) . Sugestão: certifique-se de balancear a carga e a massa.

Passo 1

Muito bem, antes de qualquer coisa precisamos balancear esta equação por oxirredução.

Se lembram do ensino médio? A primeira coisa que fazemos é colocar o NOX das moléculas:

Para balancear a equação precisamos ver qual foi a variação de elétrons. No caso do oxigênio, que vai de -1 para -2:

∆   = 1

Como temos dois:

∆   = 1 × 2 = 2

Para o ferro, de +2 até +3:

∆   = 1

Beleza! Como o ferro e o oxigênio estão presentes somente uma vez em cada lado da reação vamos escolher adicionar as variações nos compostos à esquerda: F e 2 + ( a q )   e   H 2 O 2 ( a q ) .

Mas iremos não se esqueçam de trocar! A variação do ferro nós adicionamos no peróxido e vice-versa.

2 F e 2 + ( a q ) +   1 H 2 O 2 ( a q ) + H + ( a q ) →   F e 3 + ( a q ) +   H 2 O ( a q )

Agora podemos balancear normalmente:

2 F e 2 + ( a q ) +   1 H 2 O 2 ( a q ) + 2 H + ( a q ) →   2 F e 3 + ( a q ) +   2 H 2 O ( a q )

Passo 2

Já sabemos como é a equação balanceada, agora precisamos saber quantos mols nós temos de peróxido.

A concentração do peróxido é dada como:

C = 0,2   M = 0,2 m o l L

Com isso podemos descobrir quantos de peróxido nós temos nesta solução:

C = n V

Lembrando que:

V = 54,1   m L × 1   L 1000   m L = 54,1 × 10 - 3 L

Substituímos:

0,2 m o l L = n 54,1 × 10 - 3 L

n = 0,01   m o l

Seguindo o balanceamento:

0,02 F e 2 + ( a q ) +   0,01   H 2 O 2 ( a q ) + 0,02 H + ( a q ) →   0,02 F e 3 + ( a q ) +   0,02 H 2 O ( a q )

Então teremos 0,02 mols de F e 2 + .

Se a massa do ferro é 55,85 g/mol, podemos fazer uma regrinha de três:

55,85   g       -             1   m o l

                              x   g       -             0,02   m o l

x = 1,117   g

Resposta

1 , 117   g   d e   F e r r o !

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