Um bafômetro pode ser feito utilizando-se a reação redox entre o etanol
e íons dicromato
em meio ácido. A mudança da cor da solução de alaranjada, dos íons dicromato, para verde, dos íons cromo III, indica a presença de etanol no ar exalado que passa pela solução acondicionada dentro de um tubo. Considera-se que a reação ocorra em duas etapas: a reação redox da etapa 1 tem acetaldeído
como produto, o qual na etapa 2 é convertido em ácido acético
Etapa 1: |
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Etapa 2: |
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Reação global: |
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a) De acordo com as equações acima, indique 0 agente oxidante.
b) Em uma análise quantitativa de etanol no ar exalado, se dentro do tubo do bafômetro tiver de uma solução
de dicromato e ela ficar totalmente verde após ter sido assoprado exatamente
de ar, indicando que todo o dicromato foi convertido em cromo III, determine a concentração mínima de etanol (em g/L) no ar exalado.
(MM etanol: )
b) Em uma análise quantitativa de etanol no ar exalado, se dentro do tubo do bafômetro tiver
(MM etanol:
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um exercício que envolve reações redox, especificamente entre etanol e íons dicromato em meio ácido, que são usados em um bafômetro para detectar etanol no ar exalado. Precisamos resolver duas partes:
a) Identificar o agente oxidante na reação.
b) Calcular a concentração mínima de etanol no ar exalado com base nas informações fornecidas.
Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre reações redox e como identificar agentes oxidantes e reduzentes, além de aplicar conceitos de estequiometria para a parte b.
Passo 2
Parte a: Identificando o agente oxidante
Primeiro, vamos entender o que é um agente oxidante. Em uma reação redox, o agente oxidante é a substância que aceita elétrons e, portanto, sofre redução. Olhando para a reação global fornecida:
Aqui, o íon dicromato
está passando de Cr com estado de oxidação +6 para
, ou seja, está ganhando elétrons (reduzindo-se).
Então, o agente oxidante é o íon dicromato (
) porque ele promove a oxidação do etanol ao aceitar elétrons.
Passo 3
Parte b: Calculando a concentração mínima de etanol no ar exalado
Vamos resolver isso passo a passo.
1. Entendendo os dados:
- Volume da solução de dicromato:
- Concentração do dicromato:
- Volume de ar assoprado:
- Massa molar do etanol:
2. Calculando a quantidade de dicromato na solução:
3. Usando a reação global para encontrar a relação molar:
Isso nos diz que 2 mols de
reagem com 3 mols de etanol.
4. Calculando a quantidade de etanol necessária:
5. Convertendo mols de etanol para gramas:
6. Calculando a concentração de etanol no ar exalado:
Resposta
a) O agente oxidante é o íon dicromato (
).
b) A concentração mínima de etanol no ar exalado é aproximadamente
.