Na determinação da eficiência de uma resina de troca iônica um analista tomou 1,00 mL de uma solução de e transferiu para o interior da coluna contendo a resina. Em seguida, adicionou-se água destilada continuamente, eluindo a amostra diretamente em um balão de 100,00 mL. Após esse procedimento, o eluato foi recolhido da coluna, que é o ácido formado pela troca iônica . Após o analista ter identificado que não havia mais a formação de ácido, interrompeu a saída da coluna e completou o volume do balão com água destilada. Em seguida, foi retirada uma alíquota de 10,00 mL da solução do eluato diluído e titulou com , tendo sido encontrado um volume de 2,65 mL no ponto final. A partir dos dados obtidos, calcule a eficiência da coluna de troca iônica para a extração de de uma solução salina.

Passo 1

Entendendo o Problema
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um analista que está testando a eficiência de uma resina de troca iônica para remover íons de sódio ( ) de uma solução salina. Para isso, ele realiza uma série de procedimentos envolvendo a transferência da solução para uma coluna com a resina, eluindo a amostra com água destilada, coletando o eluato e, finalmente, titulando uma alíquota do eluato com hidróxido de sódio ( ).
Conteúdo Envolvido:
  • Troca Iônica
  • Cálculos de Estequiometria
  • Titulação e Cálculos de Concentração
Vamos precisar usar fórmulas de molaridade e entender como a troca iônica funciona para resolver o exercício.

Passo 2

Calculando os Mols de Inicial
Primeiro, vamos calcular quantos mols de carbonato de sódio ( ) foram usados inicialmente.
A concentração da solução é e o volume é .
Convertendo o volume para litros:
Agora, calculamos os mols:

Passo 3

Determinação dos Mols de Inicialmente Presentes
Cada molécula de libera 2 mols de íons sódio ( ) na solução. Portanto, os mols de são:

Passo 4

Diluição e Titulação do Eluato
Após todo o processo de troca iônica e diluição, uma alíquota de foi titulada com de concentração , consumindo no ponto final.
Primeiro, calculamos os mols de usados na titulação:
Como a titulação envolve H+ liberados pela troca iônica, os mols de H+ são igual aos mols de :

Passo 5

Calculando os Mols Totais de no Eluato Completo
A alíquota titulada foi de de uma solução final de . Portanto, os mols totais de na solução completa são:

Passo 6

Relacionando os Mols de com os Mols de Trocar
Na troca iônica, cada mol de trocado libera um mol de . Portanto, os mols de efetivamente removidos são iguais aos mols de detectados:

Passo 7

Calculando a Eficiência da Coluna de Troca Iônica
A eficiência é dada pela razão entre os mols de removidos e os mols iniciais de , multiplicada por 100%:
ê

Resposta

A eficiência da coluna de troca iônica para a extração de é de aproximadamente 43,6%.

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