Os cálculos em análise volumétrica geralmente consistem em transformar a quantidade de titulante utilizada (em unidades químicas) em quantidades quimicamente equivalentes do analito (também em unidades químicas) por meio do uso de um fator estequiométrico. Usar as fórmulas químicas (NENHUM CÁLCULO É EXIGIDO) para expressar essa relação para o cálculo da porcentagem de
*© boro em uma amostra de bórax,
, pela titulação com ácido padrão. Reação:
*© boro em uma amostra de bórax,
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. A gente precisa calcular a porcentagem de boro em uma amostra de bórax, que tem a fórmula química
. Para isso, vamos usar uma técnica chamada titulação com um ácido padrão. O conteúdo envolvido aqui é a análise volumétrica, que basicamente transforma a quantidade utilizada de titulante (o ácido) em uma quantidade equivalente do analito (o boro) usando um fator estequiométrico. Vamos precisar entender a reação química fornecida para fazer essa relação.
Passo 2
Primeiro, vamos olhar para a reação química que está ocorrendo durante a titulação:
Essa equação mostra como os íons borato (
) reagem com íons de hidrogênio (
) e água (
) para formar ácido bórico (
). O que precisamos fazer aqui é relacionar a quantidade de ácido usado na titulação com a quantidade de boro presente na amostra.
Passo 3
Agora, vamos identificar o fator estequiométrico na reação. O fator estequiométrico nos diz a proporção em que as substâncias reagem. Na equação, vemos que 2 mols de
reagem com 1 mol de
para produzir 4 mols de
. Isso significa que para cada molécula de borato, precisamos de duas moléculas de hidrogênio para completar a reação.
Passo 4
Para conectar isso com a análise volumétrica, suponha que medimos o volume de ácido (
) usado na titulação e conhecemos a concentração desse ácido (
). A quantidade de titulante, em mols, é dada por:
Usando o fator estequiométrico, podemos determinar a quantidade de borato que reagiu com o ácido:
Passo 5
Com a quantidade de borato conhecida, podemos relacionar isso à quantidade de boro na amostra de bórax. Sabendo a fórmula química
, cada molécula contém 4 átomos de boro. Logo, a quantidade total de boro é:
Finalmente, para encontrar a porcentagem de boro na amostra, usamos a massa molar do boro e a massa total da amostra.
Resposta
A porcentagem de boro na amostra de bórax pode ser calculada utilizando a relação:
onde:
-
é a concentração do ácido padrão,Cácido á -
é o volume de ácido utilizado na titulação,Vácido á -
é a massa molar do boro,MB -
é a massa molar da amostra de bórax.Mbórax ó