Deseja-se determinar o teor de etanol ( 46 g / mol ) em uma formulação . Para isso, 5,00 mL da formulação são diluídos em água até 500,0 mL (solução A). Uma alíquota de 10,00 mL da solução A é destilada e o etanol é coletado em 50,00 mL de uma solução ácida (H2 SO4) de K2 Cr2 O7 0,01667 mols / L, onde é oxidado à ácido acético. O excesso de K2 Cr2 O7 não reagido é titulado com 16,24 mL de Fe ^2+ 0,1006 mols/L. Calcule a percentagem (m/v) de etanol na amostra.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente quer descobrir quanto etanol tem na amostra, usando umas técnicas de diluição e titulação. O que precisamos entender aqui são conceitos de química analítica, como diluição de soluções, reações de oxidação e titulações redox. Vamos precisar calcular moles, usar a fórmula da diluição e entender como funciona a titulação para achar o percentual (m/v) de etanol na nossa amostra.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de K2 Cr2 O7 presente na solução ácida usada para a oxidação. Sabemos que temos 50,00 mL de uma solução com concentração de 0,01667 , mol/L.
Usamos a fórmula:
Mo<=s = Volume (L) times Concentração (mol/L) çã
Convertendo 50,00 mL para litros:
50,00 , mL = 0,05000 , L
Então:
Mo<=s de K2 Cr2 O7 = 0,05000 , L times 0,01667 , mol/L = 0,0008335 , mol

Passo 3

Agora, vamos ver quanto excesso de K2 Cr2 O7 não reagiu com o etanol. Esse excesso foi titulado com Fe^2+ a 0,1006 , mol/L, usando 16,24 mL.
Calculamos os moles de Fe^2+ usados:
16,24 , mL = 0,01624 , L
Mo<=s de Fe^2+ = 0,01624 , L times 0,1006 , mol/L = 0,001633 , mol
A reação de titulação entre Fe^2+ e Cr2O7^2- é:
Cr2O7^2- + 14,H^+ + 6,Fe^2+ 2,Cr^3+ + 6,Fe^3+ + 7,H2O
Vemos que 6 mols de Fe^2+ reagem com 1 mol de Cr2O7^2-. Então, os moles de Cr2O7^2- que reagiram com Fe^2+ são:
Mo<=s de Cr2O7^2- = 0,001633 , mol6 = 0,0002722 , mol

Passo 4

Esse valor de 0,0002722 mol é o excesso de Cr2O7^2- que não reagiu com o etanol. Para saber quantos mols de Cr2O7^2- reagiram com o etanol, subtraímos esse excesso do total inicial:
Mo<=s de Cr2O7^2- que reagiram com etanol = 0,0008335 , mol - 0,0002722 , mol = 0,0005613 , mol

Passo 5

Agora, precisamos relacionar esses mols de Cr2O7^2- com a quantidade de etanol oxidado. A reação de oxidação do etanol com Cr2O7^2- é:
3,C2H5OH + Cr2O7^2- + 8,H^+ 3,CH3COOH + 2,Cr^3+ + 7,H2O
Vemos que 1 mol de Cr2O7^2- oxida 3 mols de etanol. Logo, moles de etanol:
0,0005613 , mol times 3 = 0,001684 , mol

Passo 6

Sabemos que os 10,00 mL da solução A contêm esses 0,001684 mol de etanol. Mas a solução A foi preparada diluindo 5,00 mL da amostra original para 500,0 mL. Então, para encontrar os mols na amostra original:
Fator de diluição = 500,0 , mL5,00 , mL = 100 çã
Portanto, os mols na amostra original:
0,001684 , mol times 500,010,00 = 0,0842 , mol

Passo 7

Agora, convertemos os mols de etanol para massa:
Massa de etanol = 0,0842 , mol times 46 , g/mol = 3,872 , g
Considerando que inicialmente tínhamos 5,00 mL da amostra, a porcentagem (m/v) é:
% , (m/v) = ( 3,872 , g5,00 , mL ) times 100% = 77,44% , etanol

Resposta

A percentagem (m/v) de etanol na amostra é de 77,44%.

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