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.

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:
çã
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:
çã
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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