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 KCl, como você procederia para determinar o de (NH4)2 SO4, 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, (NH4)2 SO4, em uma solução comercial usando condutimetria direta. Além disso, a solução também contém uma pequena quantidade de cloreto de potássio, KCl. 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 ( NH4^+) e um íon de sulfato ( SO4^2-), enquanto o cloreto de potássio se dissocia em íons de potássio ( K^+) e cloreto ( Cl^-).

Passo 3

Para determinar a concentração de (NH4)2 SO4, 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 KCl, precisamos separar a contribuição da condutividade do sulfato de amônio da condutividade total. Sabemos que a condutividade total, kappatotal, é dada por:
kappatotal = kappa(NH4)2 SO4 + kappaKCl
Onde kappa(NH4)2 SO4 é a condutividade atribuída ao sulfato de amônio e kappaKCl é a condutividade atribuída ao cloreto de potássio.

Passo 5

Para isolar kappa(NH4)2 SO4, 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, Lambdam, de cada sal pode ser calculada usando as seguintes fórmulas:
Lambdam = sum lambdai ci
Onde lambdai é a condutividade iônica do cátion ou ânion e ci 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 (NH4)2 SO4 e KCl 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 (NH4)2 SO4 na solução comercial.

Resposta

A concentração de sulfato de amônio, (NH4)2 SO4, na solução comercial pode ser determinada medindo a condutividade total com um condutivímetro, subtraindo a contribuição da condutividade do KCl utilizando relações estabelecidas com soluções padrão, e, assim, isolando e calculando a concentração desejada.

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