Uma amostra de 0,4834 g, contendo ferro e outras substâncias, reagiu com solução ácida de maneira que todo o ferro, , passasse para a forma de . O da solução resultante reagiu estequiometricamente, conforme a reação abaixo, com 45,48 mL de . Qual é a percentagem em massa de ferro na amostra?
Passo 1
Normalmente, nesse tipo de questão, precisamos pensar de trás pra frente.
O enunciado nos diz que uma amostra contendo reagiu de modo a formar .
Depois o formado reagiu com 45,48 mL de uma solução 0,016 mol. de .
E o que significa pensar de trás para frente nesse caso?
Vamos usar aquele último dado para descobrir quanto de foi consumido (em número de mols); depois, por estequiometria, veremos quantos mols de reagem com essa quantidade de ; por último, compararemos a massa de com a da amostra original para descobrir qual a porcentagem dela era feita de ferro.
Passo 2
Beleza! Começamos determinando o número de mols de contidos em 45,48 mL de uma solução daquela concentração por regra de três:
Pois em 1 litro temos 0,016 mols e queremos determinar quantos mols teremos em 0,04548 L (45,48 mL).
Então sabemos que o consumiu 0,728 mmol de .
Passo 3
Pela equação química fornecida (sempre bom conferir se ela está balanceada):
Vemos que para cada mol de , 6 mols de são consumidos. Portanto, o número de mols de envolvido no processo foi de:
E com a massa molar do ferro, passamos para a massa de ferro na amostra.
Observação: consideramos a massa de = massa de .
Portanto, a amostra inicial continha 0,2440 g de ferro.
Passo 4
A porcentagem de ferro na amostra inicial pode ser calculado pela razão entre a massa de ferro e a massa total da amostra:
Resposta
50,5% de ferro.