A pureza da hidrazina, N2 H4 (veneno muito forte), foi determinada por iodimetria (titulações com iodo, I2, nas quais o analito é o agente redutor e o amido é o indicador). Uma amostra de um líquido oleoso, de massa 1,4286 g, foi dissolvida em água e diluída em balão volumétrico de 1,00 L. Uma alíquota de 50,00 mL foi titulada com 42,41 mL de solução padrão de iodo. O iodo foi padronizado com 0,4123 g de padrão-primário As2 O5, dissolvido em pequena quantidade de solução de NaOH , com pH ajustado em 8, requerendo 40,28 mL de solução de iodo. Qual a porcentagem, em peso, de pureza da hidrazina?
H2 AsO3 ^-+I2+H2 O HAsO4 ^2-+2 I^-+3 H^+
N2 H4+2 I2 N2+4 H^++4 I^-

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa descobrir a pureza da hidrazina ( N2H4) usando iodimetria, que é uma técnica de titulação redox. Para isso, vamos precisar entender como preparar soluções, como padronizar o iodo ( I2) usando um padrão primário ( As2O5) e, finalmente, usar essa solução de iodo para determinar a pureza da hidrazina na amostra.

Passo 2

Primeiro, vamos padronizar a solução de iodo usando o As2O5. Um padrão primário é uma substância pura que usamos para determinar a concentração de outra solução. Aqui, dissolvemos 0,4123 , g de As2O5 em uma solução de NaOH com pH ajustado para 8.
A reação entre H2AsO3^- e I2 é:
H2AsO3^- + I2 + H2O HAsO4^2- + 2 I^- + 3 H^+
Isso nos ajuda a relacionar a quantidade de As2O5 com o volume de iodo usado.

Passo 3

Vamos calcular os mols de As2O5 que usamos. A massa molar do As2O5 é aproximadamente 197,84 , g/mol.
Mols de As2O5 = 0,4123 , g197,84 , g/mol approx 0,002083 , mol

Passo 4

A equação balanceada nos mostra que cada mol de As2O5 reage com uma certa quantidade de I2. Vamos supor que a relação molar seja 1:5 (dependendo da reação completa balanceada). Portanto, os mols de I2 usados são:
0,002083 , mol times 5 = 0,010415 , mol

Passo 5

Agora, sabemos que esses mols de I2 foram consumidos por 40,28 , mL da solução padrão de iodo. Então, podemos calcular a concentração da solução de iodo:
Concentração de I2 = 0,010415 , mol0,04028 , L approx 0,2585 , mol/L çã

Passo 6

Com a concentração do iodo conhecida, vamos para a titulação da hidrazina. A amostra preparada tinha 50,00 , mL e foi titulada com 42,41 , mL da solução de iodo.
Primeiro, calculamos os mols de I2 usados na titulação:
Mols de I2 = 0,2585 , mol/L times 0,04241 , L approx 0,010972 , mol

Passo 7

Agora, observamos a reação da hidrazina com o iodo:
N2H4 + 2 I2 N2 + 4 H^+ + 4 I^-
Isso nos mostra que 1 mol de N2H4 consome 2 mols de I2. Então, os mols de N2H4 são:
Mols de N2H4 = 0,010972 , mol2 = 0,005486 , mol

Passo 8

Agora, vamos calcular a massa de N2H4 correspondente:
A massa molar da N2H4 é aproximadamente 32,05 , g/mol.
Massa de N2H4 = 0,005486 , mol times 32,05 , g/mol approx 0,1756 , g

Passo 9

Sabemos que essa massa corresponde à amostra de 1,4286 , g. Então, a pureza em peso da hidrazina é:
Pureza (%) = ( 0,1756 , g1,4286 , g ) times 100 approx 12,3%

Resposta

A pureza da hidrazina na amostra é aproximadamente 12,3%.

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