Uma solução aquosa de ácido oxálico
reage com solução aquosa de íons cromato
gerando gás carbônico e íons
. Considerando que essa reação ocorra em meio ácido, escreva uma equação química que represente a reação. Determine a concentração em quantidade de matéria da solução de ácido oxálico, considerando que
da solução consomem
da solução de cromato
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A questão pede para a gente escrever a equação química da reação entre ácido oxálico e íons cromato em meio ácido, além de calcular a concentração da solução de ácido oxálico. Para isso, vamos precisar entender sobre reações de oxidação-redução (redox) e como balancear equações químicas. Vamos lá!
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a equação química não balanceada da reação. Sabemos que o ácido oxálico (
) reage com os íons cromato (
) em meio ácido, formando gás carbônico (
) e íons cromo (
). Assim, a equação inicial fica:
Passo 3
Agora, precisamos balancear essa equação. Para isso, vamos usar o método de separação das semi-reações de oxidação e redução. Primeiro, identificamos o que está sendo oxidado e reduzido.
- O ácido oxálico (
) está sendo oxidado a dióxido de carbono ( ). - O íon cromato (
) está sendo reduzido a íon cromo ( ).
Passo 4
Vamos balancear a semi-reação de oxidação:
Cada molécula de ácido oxálico produz 2 moléculas de
, então:
Agora, balanceamos a semi-reação de redução:
Em meio ácido, adicionamos
e
para balancear átomos de hidrogênio e oxigênio:
Passo 5
Agora balanceamos as cargas adicionando elétrons. Na semi-reação de redução:
Na semi-reação de oxidação:
Para igualar os elétrons, multiplicamos a semi-reação de oxidação por 3 e a de redução por 2:
Oxidação x3:
Redução x2:
Passo 6
Somamos as duas semi-reações balanceadas:
Simplificando, cancelamos as
:
Essa é a equação química balanceada da reação.
Passo 7
Agora, vamos calcular a concentração da solução de ácido oxálico. Sabemos que 10,00 mL da solução de ácido oxálico reagem com 40,00 mL de solução de cromato com concentração
.
Primeiro, vamos calcular os mols de
:
Passo 8
Pela equação balanceada, vemos que 2 mols de
reagem com 3 mols de
. Então, a relação molar é:
Portanto, os mols de ácido oxálico são:
Passo 9
Agora, vamos encontrar a concentração da solução de ácido oxálico. Sabemos que foram usados 10,00 mL (0,01000 L) da solução:
Resposta
A concentração da solução de ácido oxálico é
.