Calcule a massa em miligramas de cádmio por mililitros de amostra, baseado nos seguintes dados (corrigidos para a corrente residual):
Volumes usados,mL
Solução Amostra KCl, <br> 0,400 M Cd^2+ <br> 2,0 times 10^3-3 M H2 O Corrente, mu A
(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:
Corrente do Cd^2+ = Corrente Total - Corrente Residual

Passo 4

Vamos aplicar isso aos dados. Por exemplo, na primeira linha:
  • Corrente Total = 79,7 μA
  • Corrente Residual = 15,0 μA
Então,
Corrente do Cd^2+ = 79,7 - 15,0 = 64,7 , muA
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:
Concentração de Cd^2+ (M) = k times Corrente do Cd^2+ (mu A) çã
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 Massa de Cd (mg) = Concentração times Volume da Amostra times Massa Molar do Cd times 1000 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:
çã
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.
Massa de Cd (mg/mL) = Massa de Cd (mg)Volume da Amostra (mL)

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.)

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