15,00 mL de uma solução ácida de íons Fe^2+ foram titulados com 20,00 mL de uma solução de permanganato de potássio 0,02 mol L^-1. Calcule a concentração em mol L^-1 de ferro(II) na amostra. 0,133 mol L^-1

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:
5 , Fe^2+ + MnO4^- + 8 , H^+ 5 , Fe^3+ + Mn^2+ + 4 , H2O
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:
Mols de KMnO4 = Concentração times Volume = 0,02 , mol/L times 0,020 , L = 0,0004 , mol çã

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:
Mols de Fe^2+ = 5 times Mols de KMnO4 = 5 times 0,0004 , mol = 0,002 , mol

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:
15,00 , mL = 0,015 , L
A concentração é dada por:
Concentração de Fe^2+ = Mols de Fe^2+Volume da solução em litros = 0,002 , mol0,015 , L = 0,133 , mol/L çãçã

Resposta

A concentração de ferro(II) na amostra é de 0,133 , mol/L.

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