O processo de branqueamento de celulose pode ser feito com tratamentos à base de peróxido de hidrogênio. Uma amostra desse reagente foi submetida à análise para verificação de sua concentração. Com base neste procedimento, determine a concentração de
em volumes, sabendo-se que
do produto foram diluídos para
com água destilada.
dessa solução foram diluídos para
novamente com água destilada. Alíquotas de
da solução diluída final foram tituladas com solução de
, tendo sido consumidos
e
.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o problema está pedindo. Temos um exercício sobre diluições e titulações no contexto do branqueamento de celulose usando peróxido de hidrogênio (
). Precisamos determinar a concentração de
em volumes. Para isso, vamos precisar entender como funcionam diluições e titulações, além de usar as relações de concentração e volume.
Passo 2
Primeiro, vamos olhar para a primeira diluição feita no problema. Foram usados
do produto original e diluídos para
com água destilada. A fórmula para diluição é:
Onde:
-
é a concentração inicial, -
é o volume inicial, -
é a concentração final, -
é o volume final.
Nesse caso, queremos encontrar a concentração final
após a diluição.
Passo 3
Aplicando a fórmula de diluição:
Temos:
Mas ainda não sabemos
, que é a concentração original que queremos encontrar. Vamos continuar com as outras diluições e titulações para descobrir isso.
Passo 4
A segunda diluição envolve diluir
da primeira solução para
. Usando novamente a fórmula de diluição:
Onde:
Isso nos dá a concentração da segunda solução diluída
em termos de
.
Passo 5
Agora, temos que as alíquotas de
da solução diluída final foram tituladas com uma solução de
de concentração
. Os volumes consumidos variaram:
,
e
. Vamos calcular a média desses volumes para simplificar:
Passo 6
A reação de titulação entre
e
pode ser representada da seguinte forma (simplificada):
Dessa equação, vemos que 5 mol de
reagem com 2 mol de
.
Passo 7
Vamos usar a relação molar para encontrar a quantidade de
na solução. Primeiro, calculamos os mols de
usados na titulação:
Passo 8
Com base na estequiometria da reação:
Resolvendo para os mols de
:
Passo 9
Agora, vamos encontrar a concentração de
na segunda solução diluída:
Passo 10
Lembrando que
está relacionada com
pela diluição anterior:
Substituindo
:
Resolvendo para
:
Passo 11
Agora, relacionamos
com a concentração original
usando a primeira diluição:
Substituindo
:
Resolvendo para
:
Resposta
A concentração de
no produto original é de 9,25 mol/L.