Explique como você procederia para efetuar uma determinação da concentração de sulfato de amônio em uma solução comercial através da condutimetria direta. Caso essa solução também contenha pequena quantidade de
, como você procederia para determinar o de
, se o único aparelho disponível fosse um condutivímetro?
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Precisamos determinar a concentração de sulfato de amônio,
, em uma solução comercial usando condutimetria direta. Além disso, a solução também contém uma pequena quantidade de cloreto de potássio,
. Vamos precisar usar um condutivímetro para medir a condutividade elétrica da solução e aplicar conceitos de eletrolítica para resolver o problema.
Passo 2
A condutimetria é baseada no fato de que a condutividade elétrica de uma solução depende da presença de íons que podem movimentar carga elétrica. Cada tipo de sal se dissocia em íons na solução. Por exemplo, o sulfato de amônio se dissocia em dois íons de amônio (
) e um íon de sulfato (
), enquanto o cloreto de potássio se dissocia em íons de potássio (
) e cloreto (
).
Passo 3
Para determinar a concentração de
, precisamos medir a condutividade total da solução com o condutivímetro. A condutividade total é a soma das condutividades individuais de todos os íons presentes na solução.
Passo 4
No entanto, como há presença de
, precisamos separar a contribuição da condutividade do sulfato de amônio da condutividade total. Sabemos que a condutividade total,
, é dada por:
Onde
é a condutividade atribuída ao sulfato de amônio e
é a condutividade atribuída ao cloreto de potássio.
Passo 5
Para isolar
, precisamos primeiro determinar quanto cada sal contribui para a condutividade total. Podemos fazer isso utilizando as condutividades molares dos íons envolvidos e as suas concentrações.
Passo 6
A condutividade molar,
, de cada sal pode ser calculada usando as seguintes fórmulas:
Onde
é a condutividade iônica do cátion ou ânion e
é a concentração do íon.
Passo 7
Considerando que as condutividades iônicas são conhecidas, podemos montar um sistema de equações para resolver as concentrações de cada sal. Porém, como temos apenas um equipamento disponível, o condutivímetro, precisamos realizar medições sob condições controladas ou usar métodos de adição incremental de padrões para determinar as contribuições individuais.
Passo 8
Uma abordagem prática seria preparar soluções padrão de
e
separadamente, medir suas condutividades e estabelecer uma relação linear entre a condutividade e a concentração para cada sal. Assim, podemos usar essas relações para calcular a concentração de
na solução comercial.
Resposta
A concentração de sulfato de amônio,
, na solução comercial pode ser determinada medindo a condutividade total com um condutivímetro, subtraindo a contribuição da condutividade do
utilizando relações estabelecidas com soluções padrão, e, assim, isolando e calculando a concentração desejada.