Uma pequena unidade industrial farmacêutica foi contaminada por ferro em sua forma reduzida (Fe^2+) por parte da empresa local de tratamento de água. Três alíquotas foram coletadas e levadas ao laboratório de controle de qualidade, no qual foram analisadas por volumetria de óxido-redução, tendo como agente titulante o permanganato de potássio. Em cada titulação foram gastos os seguintes volumes: 12,30 mL, 12,50 mL e 12,60 mL de solução 0,0230 mol L^-1 de KMnO4. Com base nos dados acima calcule a concentração média de Fe^2+ em mol L- eg L^-1.

Passo 1

Então, galera! A gente tem aqui um problema de química envolvendo titulação redox. O cenário é uma indústria farmacêutica que foi contaminada com íons ferro em sua forma reduzida ( Fe^2+). Para descobrir a concentração desses íons, foram feitas três titulações usando permanganato de potássio ( KMnO4) como titulante. A gente precisa calcular a concentração média de Fe^2+ na solução com base nos volumes usados nas titulações.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar qual é a reação que acontece nessa titulação redox entre Fe^2+ e KMnO4. A reação balanceada em meio ácido é:
5,Fe^2+ + MnO4^- + 8,H^+ 5,Fe^3+ + Mn^2+ + 4,H2O
Essa equação mostra que 5 moles de Fe^2+ reagem com 1 mol de MnO4^-. Mas como o permanganato de potássio ( KMnO4) é o que estamos usando para titulante, vamos considerar a relação molar entre KMnO4 e Fe^2+, que é 1:5.

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de moles de KMnO4 usados em cada titulação. A fórmula para moles é:
Mo<=s = Concentração times Volume çã
A concentração da solução de KMnO4 é 0,0230,mol, L^-1. Vamos converter os volumes de mL para L dividindo por 1000.
Para a primeira titulação:
12,30,mL = 0,01230,L
Mo<=s de KMnO4 = 0,0230,mol, L^-1 times 0,01230,L = 0,0002829,mol

Passo 4

Vamos repetir o cálculo para as outras duas titulações.
Para a segunda titulação:
12,50,mL = 0,01250,L
Mo<=s de KMnO4 = 0,0230,mol, L^-1 times 0,01250,L = 0,0002875,mol
Para a terceira titulação:
12,60,mL = 0,01260,L
Mo<=s de KMnO4 = 0,0230,mol, L^-1 times 0,01260,L = 0,0002898,mol

Passo 5

Agora, vamos calcular a média das moles de KMnO4 usadas nas três titulações.
Média das mo<=s = 0,0002829 + 0,0002875 + 0,00028983 = 0,00028607,mol é

Passo 6

Sabemos pela reação balanceada que 1 mol de KMnO4 reage com 5 moles de Fe^2+. Portanto, podemos calcular as moles de Fe^2+:
Mo<=s de Fe^2+ = 5 times Média das mo<=s de KMnO4 = 5 times 0,00028607,mol = 0,00143035,mol é

Passo 7

Para encontrar a concentração de Fe^2+ na solução, precisamos saber o volume da amostra que foi titulada. Como não foi fornecido, vamos assumir que o volume da amostra é 1 litro para simplificar.
Concentração de Fe^2+ = Mo<=s de Fe^2+Volume da solução = 0,00143035,mol1,L = 0,00143035,mol, L^-1 çãçã

Resposta

A concentração média de Fe^2+ na solução é aproximadamente 0,00143,mol, L^-1.

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