de uma solução ácida de íons
foram titulados com
de uma solução de permanganato de potássio
. Calcule a concentração
de ferro(II) na amostra.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A gente tem 15,00 mL de uma solução ácida de íons Fe²⁺ que foi titulada com 20,00 mL de uma solução de permanganato de potássio (KMnO₄) com concentração de 0,02 mol/L. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a concentração dos íons ferro(II) (Fe²⁺) nessa amostra, expressa em mol/L.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é uma titulação. É um método usado para determinar a concentração de uma substância desconhecida (neste caso, Fe²⁺) usando uma solução de concentração conhecida (KMnO₄). Para isso, precisamos da equação química da reação entre Fe²⁺ e KMnO₄.
Passo 3
A reação entre o íon ferro(II) e o permanganato de potássio em meio ácido é a seguinte:
Isso significa que 5 mols de Fe²⁺ reagem com 1 mol de MnO₄⁻.
Passo 4
Agora, vamos calcular quantos mols de KMnO₄ foram usados na titulação. A concentração da solução de KMnO₄ é 0,02 mol/L e o volume usado foi de 20,00 mL (que é 0,020 L). A quantidade de mols é dada por:
Passo 5
Pela equação química, vemos que 1 mol de KMnO₄ reage com 5 mols de Fe²⁺. Então, a quantidade de mols de Fe²⁺ será:
Passo 6
Agora que sabemos quantos mols de Fe²⁺ estavam nos 15,00 mL da amostra, podemos calcular a concentração em mol/L. Primeiro, convertemos o volume da amostra para litros:
A concentração é dada por:
Resposta
A concentração de ferro(II) na amostra é de
.