Uma rocha contendo ferro, Fe3 O4, foi analisada através da dissolução de 1,5419 g da amostra em HCl concentrado, produzindo uma mistura de Fe^2+ e ^3+. Após a adição de HNO3 para oxidar qualquer quantidade de Fe^2+ a Fe^3+, a solução foi diluída em água e o Fe^3+ precipitado como Fe(OH)3 através da adição de NH3. Após a filtragem e lavagem, o resíduo foi submetido à secagem em temperatura elevada, produzindo 0,8525 g de Fe2 O3. A percentagem de Fe3 O4 na amostra é inferior a 50 %.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre uma rocha que contém Fe3O4 sendo analisada com vários reagentes químicos. O conteúdo principal aqui é estequiometria química, que envolve cálculos a partir de reações químicas. Para resolver, vamos precisar usar as massas fornecidas, as fórmulas químicas envolvidas e as relações molares entre elas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a transformação que a rocha sofre durante o experimento. A rocha de Fe3O4 é dissolvida em HCl, formando íons Fe^2+ e Fe^3+. Depois, adiciona-se HNO3 para oxidar todo o Fe^2+ a Fe^3+. Finalmente, os íons Fe^3+ são precipitados como Fe(OH)3 e convertidos em Fe2O3 ao serem secos.

Passo 3

Vamos calcular a quantidade de Fe2O3 formada. Sabemos que a massa final de Fe2O3 é 0,8525 g. Primeiro, vamos calcular os mols de Fe2O3 usando a massa molar.
A massa molar de Fe2O3 é:
MFe2O3 = 2 times 55,85 , (Fe) + 3 times 16,00 , (O) = 159,7 , g/mol
Então, os mols de Fe2O3 são:
n = 0,8525 , g159,7 , g/mol approx 0,00534 , mol

Passo 4

Cada mol de Fe2O3 contém 2 mols de Fe. Portanto, os mols de Fe são:
nFe = 2 times 0,00534 , mol = 0,01068 , mol

Passo 5

Agora, vamos relacionar isso com a fórmula de Fe3O4. Cada mol de Fe3O4 contém 3 mols de Fe. Assim, os mols de Fe3O4 são:
nFe3O4 = 0,01068 , mol3 approx 0,00356 , mol

Passo 6

Calculando a massa de Fe3O4:
MFe3O4 = 0,00356 , mol times 231,54 , g/mol approx 0,823 , g
(A massa molar de Fe3O4 é 3 times 55,85 + 4 times 16,00 = 231,54 , g/mol)

Passo 7

Agora, vamos calcular a percentagem de Fe3O4 na amostra original. A massa da amostra é 1,5419 g.
% , Fe3O4 = ( 0,823 , g1,5419 , g ) times 100% approx 53,4%

Resposta

A percentagem de Fe3O4 na amostra é aproximadamente 53,4%, o que é superior a 50%, contrariando a informação fornecida no enunciado.

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