Quantos gramas de dicromato de potássio são necessárias para oxidar o Fe^2+ em 21,00 g FeSO4 a Fe^3+ se a solução ocorrer em meio ácido. Na reação, o Cr2 O7 ^2- é reduzido a Cr^3+.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão de química juntos! O exercício pede para descobrir quantos gramas de dicromato de potássio ( K2Cr2O7) são necessários para oxidar todo o íon Fe^2+ presente em 21,00,g de sulfato de ferro(II) ( FeSO4) para Fe^3+, em meio ácido. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de reações de oxirredução (redox), balanceamento de equações químicas e cálculos estequiométricos.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as espécies que estão sendo oxidadas e reduzidas. O Fe^2+ está sendo oxidado para Fe^3+, enquanto o dicromato de potássio ( Cr2O7^2-) está sendo reduzido para Cr^3+.

Passo 3

Agora, precisamos escrever as semireações de oxidação e redução e balanceá-las.
Semireação de oxidação:
Fe^2+ Fe^3+ + e^-
Aqui, cada íon Fe^2+ perde um elétron para se tornar Fe^3+.
Semireação de redução:
Cr2O7^2- + 14,H^+ + 6,e^- 2,Cr^3+ + 7,H2O
Nesta semireação, o dicromato de potássio ganha 6 elétrons para se transformar em dois íons Cr^3+, consumindo também prótons ( H^+) e formando água.

Passo 4

Precisamos igualar o número de elétrons nas duas semireações para que a transferência de elétrons seja balanceada. Observamos que na semireação de oxidação, cada Fe^2+ perde 1 elétron, e na semireação de redução, cada Cr2O7^2- ganha 6 elétrons. Portanto, multiplicamos a semireação de oxidação por 6:
6,Fe^2+ 6,Fe^3+ + 6,e^-

Passo 5

Agora, somamos as duas semireações balanceadas:
6,Fe^2+ & 6,Fe^3+ + 6,e^- Cr2O7^2- + 14,H^+ + 6,e^- & 2,Cr^3+ + 7,H2O
Os elétrons se cancelam, resultando na equação balanceada completa:
6,Fe^2+ + Cr2O7^2- + 14,H^+ 6,Fe^3+ + 2,Cr^3+ + 7,H2O

Passo 6

Agora, vamos calcular quantos mols de FeSO4 correspondem a 21,00,g. Primeiro, determinamos a massa molar do FeSO4:
FeSO4: Fe (55,85,g/mol) + S (32,07,g/mol) + 4 times O (16,00,g/mol) = 151,92,g/mol
Então, o número de mols de FeSO4 é:
n = 21,00,g151,92,g/mol approx 0,138,mol

Passo 7

Pela equação balanceada, vemos que 6 mols de Fe^2+ reagem com 1 mol de Cr2O7^2-. Portanto, a relação molar é:
1,mol,Cr2O7^2-6,mol,Fe^2+
Então, o número de mols de Cr2O7^2- necessários é:
nCr2O7^2- = 0,138,mol,Fe^2+6 approx 0,023,mol

Passo 8

Agora, calculamos a massa de dicromato de potássio ( K2Cr2O7) necessária. Primeiro, encontramos a massa molar do K2Cr2O7:
K2Cr2O7: 2 times K (39,10,g/mol) + 2 times Cr (52,00,g/mol) + 7 times O (16,00,g/mol) = 294,20,g/mol
Então, a massa necessária é:
m = 0,023,mol times 294,20,g/mol approx 6,77,g

Resposta

Seriam necessários aproximadamente 6,77,g de dicromato de potássio para oxidar todo o Fe^2+ presente em 21,00,g de FeSO4 a Fe^3+ em meio ácido.

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