Calcular a concentração molar de equilibrio de S2 O3 ^2- que existe em solução após a mistura de 25 mL de solução de tiossulfato de sódio (Na2 S2 O3) 0,02 mol L^-1 com 25 mL de solução 0,03 mol L^-1 de I2.
Semirreações:
l S4 O6 ^2-+2 e rightarrow 2 S2 O3^2- I2+2 e rightarrow 2 I^circ
l E1^circ=0,08 V E2^circ=0,54 V
Valor da questão 3,5

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem um exercício que pede para calcular a concentração molar de equilíbrio do íon tiossulfato ( S2O3^2-) após misturar duas soluções: uma de tiossulfato de sódio ( Na2S2O3) e outra de iodo ( I2). Isso envolve conceitos de estequiometria, reações redox e equilíbrio químico. Para resolver, vamos precisar saber calcular a quantidade de mols, identificar o reagente limitante e aplicar as semirreação fornecidas para encontrar a concentração final em equilíbrio.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de cada reagente nas soluções originais. A fórmula para isso é:
Mols = Concentração (mol/L) times Volume (L) çã
Para o tiossulfato de sódio ( Na2S2O3):
  • Concentração = 0,02 mol/L
  • Volume = 25 mL = 0,025 L
Mols de S2O3^2- = 0,02 , mol/L times 0,025 , L = 0,0005 , mol
Para o iodo ( I2):
  • Concentração = 0,03 mol/L
  • Volume = 25 mL = 0,025 L
Mols de I2 = 0,03 , mol/L times 0,025 , L = 0,00075 , mol

Passo 3

Agora, vamos identificar qual dos reagentes é o limitante. Olhando para a reação entre tiossulfato e iodo:
S2O3^2- + I2 produtos
Pelas mols calculadas:
  • Mols de S2O3^2-: 0,0005 mol
  • Mols de I2: 0,00075 mol
Como precisamos de 1 mol de S2O3^2- para reagir com 1 mol de I2, o tiossulfato é o reagente limitante porque temos menos mols dele (0,0005 mol) comparado ao iodo (0,00075 mol).

Passo 4

Sabendo que o tiossulfato é o limitante, ele vai ser completamente consumido na reação. Então, toda a quantidade de S2O3^2- vai reagir com uma quantidade equivalente de I2.
Mols de I2 que rea>= = 0,0005 , mol
Portanto, após a reação:
  • Mols de I2 restantes:
0,00075 , mol - 0,0005 , mol = 0,00025 , mol
  • Mols de produtos formados:
    Vamos usar as semirreações para entender que o tiossulfato forma S4O6^2-:
S2O3^2- S4O6^2-
Como 2 mols de S2O3^2- formam 1 mol de S4O6^2-:
Mols de S4O6^2- = 0,0005 , mol2 = 0,00025 , mol

Passo 5

Agora, vamos calcular a concentração molar final do S2O3^2- em equilíbrio. Após a reação, todo o S2O3^2- foi consumido, mas foi formado S4O6^2-. Porém, como a reação está em equilíbrio, vamos considerar que parte do S4O6^2- pode se decompor de volta em S2O3^2-, mas para simplificar, assumiremos que a quantidade final de S2O3^2- será zero, já que todo foi consumido na reação.
Volume total da mistura:
25 , mL + 25 , mL = 50 , mL = 0,05 , L
Concentração final de S4O6^2-:
0,00025 , mol0,05 , L = 0,005 , mol/L

Resposta

A concentração molar de equilíbrio do íon tiossulfato ( S2O3^2-) na solução após a mistura é 0,005 mol/L.

Exercícios relacionados