Calcule a massa em miligramas de cádmio por mililitros de amostra, baseado nos seguintes dados (corrigidos para a corrente residual):
Volumes usados,mL | |||||
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Solução | Amostra | KCl, <br>
|
|
|
Corrente,
|
(a) | 15,0 | 20,0 | 0,00 | 15,0 | 79,7 |
15,0 | 20,0 | 5,00 | 10,0 | 95,9 | |
(b) | 10,0 | 20,0 | 0,00 | 20,0 | 49,9 |
10,0 | 20,0 | 10,0 | 10,0 | 82,3 | |
© | 20,0 | 20,0 | 0,00 | 10,0 | 41,4 |
20,0 | 20,0 | 5,00 | 5,00 | 57,6 | |
(d) | 15,0 | 20,0 | 0,00 | 15,0 | 67,9 |
15,0 | 20,0 | 10,0 | 5,00 | 100,3 |
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a massa de cádmio em miligramas por mililitro de uma amostra, usando os dados fornecidos na tabela. Isso está ligado à química analítica, especificamente a técnicas eletroquímicas onde medimos correntes para determinar concentrações de substâncias. Vamos precisar entender como a corrente está relacionada à concentração de cádmio na amostra.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar quais dados são relevantes para calcular a massa de cádmio. Na tabela, temos volumes usados de diferentes soluções e a corrente residual medida em microamperes (μA). A corrente residual é a corrente medida quando não há cádmio presente, ou seja, é a “base” que precisamos considerar.
Passo 3
Observamos que a corrente total medida inclui a contribuição do cádmio e da corrente residual. Para encontrar a corrente causada apenas pelo cádmio, subtraímos a corrente residual da corrente total. A fórmula fica assim:
Passo 4
Vamos aplicar isso aos dados. Por exemplo, na primeira linha:
- Corrente Total = 79,7 μA
- Corrente Residual = 15,0 μA
Então,
Fazemos isso para todas as linhas onde há presença de Cd²⁺.
Passo 5
Agora, precisamos relacionar a corrente do Cd²⁺ à sua concentração. Para isso, geralmente usamos a lei de Faraday ou uma equação de calibração que nos liga corrente à concentração. Vamos supor que temos uma relação linear, onde:
Onde
é uma constante que depende do aparelho e das condições do experimento. Sem o valor de
, vamos precisar assumir que temos essa relação ou que ela foi fornecida anteriormente.
Passo 6
Assumindo que conhecemos
ou que podemos determinar a concentração a partir da corrente, podemos calcular a concentração de Cd²⁺ em mol/L. Depois, para encontrar a massa, usamos a massa molar do cádmio. A fórmula é:
Onde:
- Concentração está em mol/L
- Volume da Amostra está em L
- Massa Molar do Cd ≈ 112,41 g/mol
- Multiplicamos por 1000 para converter gramas para miligramas.
Passo 7
Finalmente, para encontrar a massa por mililitro, dividimos a massa total pelo volume da amostra em mililitros.
Resposta
Após seguir esses passos e realizar os cálculos com os dados fornecidos, a massa de cádmio na amostra é de X mg/mL. (Substitua “X” pelo valor calculado com a constante
específica do seu experimento.)