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