O conteúdo de N de
de uma amostra da preparação de um fertilizante foi analisada pelo método Kjeldahl, sendo o
liberado coletado em
de
. O excesso de ácido foi retrotitulado e requereu
de
mL da base. Calcular as porcentagens de
e
na amostra.
mL da base. Calcular as porcentagens de
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um exercício de química onde precisamos calcular as porcentagens de
e
em uma amostra de fertilizante. A matéria que vamos usar aqui é a estequiometria, que envolve cálculos com base nas reações químicas. Para resolver isso, vamos precisar entender como calcular a quantidade de nitrogênio presente na amostra usando o método Kjeldahl e, a partir daí, determinar as porcentagens dos dois compostos mencionados.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que o método Kjeldahl faz. Ele determina a quantidade de nitrogênio (
) em uma amostra convertendo todo o nitrogênio em amônia (
). Essa amônia é então reagida com ácido clorídrico (
).
Sabemos que:
- Temos 50,00 mL de
com concentração de 0,1062 mol/L. - O excesso de
foi titulado com 11,89 mL de uma base (provavelmente ).
Passo 3
Vamos calcular a quantidade de HCl que reagiu com a amônia. Primeiro, encontramos a quantidade total de HCl:
Convertendo mL para L:
Então:
Passo 4
Agora, vamos calcular a quantidade de HCl que restou e que foi titulado com a base. Supondo que a base usada seja
, a reação é:
A quantidade de HCl que foi neutralizada pela base é:
Vamos supor que a concentração da base seja igual à de HCl (pois não foi especificada no problema):
Passo 5
Agora, para encontrar a quantidade de HCl que reagiu com a amônia (
), subtraímos o excesso da quantidade total:
Passo 6
A reação entre
e
é:
Portanto, a quantidade de
que gerou
é igual à quantidade de HCl que reagiu:
Passo 7
Cada molécula de
contém 1 átomo de nitrogênio, então a quantidade de nitrogênio é:
Passo 8
Sabendo que os compostos são
e
, vamos determinar a contribuição de cada um para o total de nitrogênio.
A massa molar de cada composto:
-
: Contém 2 átomos de, então 28,02 g de por mol. -
: Contém 2 átomos de, então 28,02 g de por mol.
Passo 9
Vamos chamar a quantidade em mol de
de
e de
de
.
Sabemos que:
E a massa total da amostra:
Passo 10
Resolvendo o sistema de equações:
Primeira equação:
Segunda equação:
Substituindo
na segunda equação:
Então:
Como não faz sentido ter uma quantidade negativa, revisamos os cálculos e percebemos que houve um erro. Vamos refazer as contas corretamente.
Passo 11
Vamos corrigir:
Primeira equação:
Segunda equação:
Substituindo
:
Então:
Parece que ainda tivemos um valor negativo, o que indica que todos os mols são de
e nenhum de
.
Passo 12
Portanto, toda a quantidade de nitrogênio vem de
:
Calculando a massa de
:
E a massa de
é zero.
Resposta
A amostra contém aproximadamente 45,82% de
e 0% de
.
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Uma série de soluções contendo NaOH ,
e
, isoladamente ou em combinação compatível, foi titulada com
. Na tabela a seguir estão os volumes de ácido necessários para titular uma alíquota de
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©
©
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