Um preparado farmacêutico contém MgO, NaHCO3 e outros materiais inertes. Uma amostra de 0,2184 g desse material é dissolvida em 20,00 mL de HCl 0,5000 mols / L. A solução é aquecida à ebulição para expelir o CO2, o e excesso de ácido não reagido é titulado com 30,00 mL de NaOH 0,2000 mols / L, na presença de alaranjado de metila como indicador. Outra amostra do mesmo material, pesando 0,1092 g é dissolvida num excesso de HCl e o pH é ajustado para 10,0 com tampão NH4 OH / NH4 Cl. A solução é titulada com 25,00 mL de EDTA 0,02000 mols / L, na presença de Negro de Eriocromo T como indicador. Calcule a percentagem de MgO, NaHCO3 e materiais inertes na amostra.
R. 18,46% MgO, 76,93% NaHCO3, 4 , 6 1 % materiais inertes

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão trata de química analítica, onde precisamos determinar a porcentagem de MgO, NaHCO3 e materiais inertes em uma amostra. Para isso, vamos usar algumas reações químicas e técnicas de titulação. Vamos precisar entender conceitos de molaridade, reações ácido-base e complexação com EDTA.

Passo 2

Primeiro, vamos analisar a primeira parte do problema. Dissolvemos 0,2184 g da amostra em 20,00 mL de HCl 0,5000 mol/L. O HCl reage com MgO e NaHCO3 da seguinte forma:
MgO + 2HCl MgCl2 + H2O
NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O

Passo 3

Após a reação, aquecemos a solução para eliminar o CO2. O excesso de HCl que não reagiu com MgO ou NaHCO3 fica na solução. Para determinar esse excesso, titulamos com NaOH 0,2000 mol/L.
A reação de titulação é:
HCl + NaOH NaCl + H2O

Passo 4

Vamos calcular a quantidade de HCl inicialmente adicionada:
Mols de HCl = 0,5000 , mol/L times 0,02000 , L = 0,01000 , mol
Agora, a quantidade de NaOH usada na titulação:
Mols de NaOH = 0,2000 , mol/L times 0,03000 , L = 0,00600 , mol
Como a reação é 1:1, os mols de HCl excedente também são 0,00600 , mol.

Passo 5

Agora, sabemos que a quantidade de HCl que reagiu com MgO e NaHCO3 é:
0,01000 , mol - 0,00600 , mol = 0,00400 , mol
Essa quantidade de HCl foi usada para reagir com os dois compostos:
MgO + 2HCl MgCl2 + H2O
NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O

Passo 6

Vamos chamar a quantidade de MgO de x mol e de NaHCO3 de y mol. Temos:
2x + y = 0,00400 , mol
Além disso, sabemos que a massa total da amostra é:
0,2184 , g = x times 40,30 , g/mol + y times 84,01 , g/mol + inertes
Onde 40,30 , g/mol é a massa molar de MgO e 84,01 , g/mol a de NaHCO3.

Passo 7

Agora, vamos para a segunda parte do problema. Temos 0,1092 g da amostra dissolvida em excesso de HCl, com o pH ajustado para 10 usando tampão NH4OH/NH4Cl. A titulação com EDTA 0,02000 mol/L utiliza a seguinte reação:
Mg^2+ + EDTA^4- MgEDTA^2-
A quantidade de EDTA usada nos dá a quantidade de íons Mg^2+ presentes.

Passo 8

Calculando os mols de EDTA utilizados:
Mols de EDTA = 0,02000 , mol/L times 0,02500 , L = 0,000500 , mol
Isso significa que temos 0,000500 , mol de Mg^2+ na segunda amostra.

Passo 9

Como a segunda amostra é metade da primeira em massa ( 0,1092 g vs 0,2184 g), a quantidade total de MgO na amostra original é:
0,000500 , mol times 2 = 0,00100 , mol
Convertendo para massa de MgO:
0,00100 , mol times 40,30 , g/mol = 0,0403 , g

Passo 10

Sabemos que x = 0,00100 , mol de MgO. Substituindo na equação anterior:
2(0,00100) + y = 0,00400 y = 0,00200 , mol
Convertendo para massa de NaHCO3:
0,00200 , mol times 84,01 , g/mol = 0,1680 , g

Resposta

A amostra contém aproximadamente 18,46% de MgO, 76,93% de NaHCO3 e 4,61% de materiais inertes.

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