Uma amostra pesando
e contendo
e
foi dissolvida em água e diluída a 250 mL em um balão volumétrico. Uma alíquota de 50 mL desta solução gastou
de
para titular o cloreto. Uma segunda alíquota de 50 mL foi tratada com
para reduzir o
à
, segundo a reação:
Esta solução reduzida foi titulada com
da solução de
. Calcular a respectiva porcentagem de cloreto e perclorato na amostra.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos uma amostra que pesa 2,050 g e contém íons cloreto (
) e perclorato (
). Dissolvemos essa amostra em água, diluindo para 250 mL. O objetivo aqui é descobrir a porcentagem de cada íon na amostra usando dados de titulação com nitrato de prata (
).
Vamos precisar entender conceitos de estequiometria de reações de titulação, que envolvem relações molares entre reagentes e produtos. Também vamos utilizar a ideia de porcentagem em massa para encontrar a composição da amostra.
Passo 2
Primeiro, vamos analisar a primeira parte da titulação: uma alíquota de 50 mL desta solução gastou 14,67 mL de
0,0842 mol/L para titular o cloreto (
).
O que isso significa?
A reação entre
e
é:
Cada mol de
reage com um mol de
.
Passo 3
Vamos calcular quantos mols de
foram usados na primeira titulação:
Convertendo 14,67 mL para litros:
Então:
Passo 4
Como cada mol de
reage com um mol de
, então temos:
Isso é em 50 mL de solução, então para a solução total de 250 mL:
Passo 5
Agora, vamos para a segunda alíquota de 50 mL, onde tratamos com
para reduzir o
à
. A equação balanceada é:
Após a redução, todos os
são convertidos em
. Então, na segunda titulação, os mols de
usados correspondem aos mols totais de
(original + reduzido).
Passo 6
Calculando os mols de
na segunda titulação:
Como cada mol de
reage com um mol de
:
Isso inclui o
original mais o
proveniente da redução do
.
Passo 7
Sabemos pelos passos anteriores que:
Logo, os mols de
são:
Hmm, isso não faz sentido porque não podemos ter mols negativos. Vamos reavaliar nossos cálculos.
Passo 8
Perdão pelo erro! Vamos corrigir:
Na segunda titulação, após reduzir o
a
, o total de
é a soma do original mais o proveniente do perclorato.
Então:
De onde:
Portanto:
Passo 9
Agora que temos os mols de
e
na solução total de 250 mL, vamos calcular a massa de cada ion na amostra.
Primeiro, os mols totais na solução de 250 mL:
Para
:
Para
:
Passo 10
Agora, a porcentagem de cada ion na amostra de 2,050 g:
Para
:
Para
:
Resposta
A amostra contém aproximadamente 10,67% de cloreto (
) e 10,29% de perclorato (
).