Uma amostra de
de aço inoxidável foi dissolvido em HCl e diluído em 500 mL em balão volumétrico.
foi passada através de prata redutora e titulada com
de
de uma solução de permanganato de potássio. Uma segunda alíquota de
foi passada através da amálgama de zinco e recolhida em
de Ferro III
. A titulação da solução resultante necessitou
de permanganato de potássio padrão. Calcule a percentagem de ferro e cromo presentes na liga.
Dados:
SEMI-REACÕES:
Dados:
SEMI-REACÕES:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! O enunciado fala sobre uma amostra de aço inoxidável que foi dissolvida e submetida a algumas titulações para descobrir a quantidade de ferro (Fe) e cromo (Cr) presentes na liga. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de estequiometria e oxirredução, além de usar as semi-reações fornecidas para calcular as quantidades de cada metal.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a quantidade de permanganato de potássio (
) usada nas duas titulações. O permanganato atua como agente oxidante, reagindo com os metais presentes na amostra. Temos duas situações:
- Primeira titulação: Usamos
de com concentração de . - Segunda titulação: Usamos
de com a mesma concentração .
Vamos calcular a quantidade de moles de
usada em cada caso.
Passo 3
A quantidade de moles (
) é calculada multiplicando o volume (
) pela concentração (
):
Para a primeira titulação:
Para a segunda titulação:
Passo 4
Agora, precisamos relacionar esses moles de
com os moles de Fe e Cr na amostra. Observando as semi-reações fornecidas, vemos que o permanganato (
) reduz para
recebendo 5 elétrons:
Isso significa que cada mol de
pode aceitar 5 mols de elétrons.
Passo 5
Vamos calcular os mols de elétrons envolvidos em cada titulação:
Para a primeira titulação:
Para a segunda titulação:
Passo 6
A primeira titulação está relacionada ao Cr presente na amostra, já que o Cr é oxidado de
para
. A equação balanceada para o cromo é:
Isso significa que cada mol de Cr reage com 1 mol de elétron.
Portanto, os mols de Cr na amostra são iguais aos mols de elétrons da primeira titulação:
Passo 7
A segunda titulação está relacionada ao Fe presente na amostra, onde o Fe é reduzido de
para
. A equação balanceada para o ferro é:
Assim como o cromo, cada mol de Fe reage com 1 mol de elétron.
Portanto, os mols de Fe na amostra são iguais aos mols de elétrons da segunda titulação:
Passo 8
Agora, vamos converter os mols de Fe e Cr para massas. As massas molares são aproximadamente:
- Fe:
- Cr:
Calculando as massas:
Para o Fe:
Para o Cr:
Passo 9
Agora, vamos calcular a porcentagem de cada metal na amostra inicial de
:
Para o Fe:
Para o Cr:
Resposta
A liga de aço inoxidável contém aproximadamente 40,23% de ferro (Fe) e 28,40% de cromo (Cr).