Uma solução aquosa de decapagem contendo 8,8 % de KI em massa será preparada. A solução desejada deve ser preparada pela combinação de uma solução aquosa forte (12% de KI e 3% de I2 em massa) com uma solução aquosa fraca ( 2,5 % de KI e 0,625% de I2 ).
Pergunta-se:
a) Qual deve ser o valor de R, a razão entre as massas de solução forte e fraca para preparar a solução de decapagem desejada? Sugira uma base de cálculo para realização deste balanço. (1,97)
b) Qual será a concentração de I2 na solução final? (2,2%)

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos que preparar uma solução aquosa de decapagem com 8,8% de KI em massa. Para isso, vamos combinar duas soluções diferentes de KI e I2: uma solução forte e uma fraca. Precisamos descobrir a razão entre as massas dessas duas soluções para atingir a concentração desejada de KI. Para resolver isso, vamos usar o conceito de balanço de massas, que ajuda a garantir que a quantidade total de cada componente na mistura final seja a soma das quantidades nas soluções originais.

Passo 2

Primeiro, vamos definir as massas das soluções que vamos misturar. Vamos chamar a massa da solução forte de mf e a massa da solução fraca de mfr. A razão R que queremos encontrar é R = mfmfr.

Passo 3

Vamos considerar a concentração de KI nas duas soluções. Na solução forte, temos 12% de KI, então a massa de KI na solução forte é 0,12 times mf. Na solução fraca, temos 2,5% de KI, então a massa de KI na solução fraca é 0,025 times mfr. Na solução final, queremos 8,8% de KI, então a massa total de KI deve ser 0,088 times (mf + mfr).

Passo 4

Agora, montamos a equação de balanço de massas para o KI:
0,12 , mf + 0,025 , mfr = 0,088 , (mf + mfr)

Passo 5

Vamos resolver essa equação para encontrar a relação entre mf e mfr. Expandindo o lado direito:
0,12 , mf + 0,025 , mfr = 0,088 , mf + 0,088 , mfr

Passo 6

Agora, vamos reunir os termos semelhantes:
0,12 , mf - 0,088 , mf = 0,088 , mfr - 0,025 , mfr
0,032 , mf = 0,063 , mfr

Passo 7

Dividindo ambos os lados por mfr para encontrar a razão R:
mfmfr = 0,0630,032 approx 1,97

Passo 8

Agora, vamos calcular a concentração de I2 na solução final. Sabemos que a concentração de I2 na solução forte é 3% e na solução fraca é 0,625%. Usaremos a razão R = 1,97 encontrada anteriormente para determinar a quantidade total de I2 na mistura.

Passo 9

Vamos considerar novamente mf = 1,97 , mfr. A massa de I2 na solução forte é 0,03 times mf, e na solução fraca é 0,00625 times mfr.

Passo 10

Substituindo mf por 1,97 , mfr na massa de I2 da solução forte:
0,03 times 1,97 , mfr = 0,0591 , mfr
E na solução fraca:
0,00625 times mfr = 0,00625 , mfr

Passo 11

A massa total de I2 na mistura é:
0,0591 , mfr + 0,00625 , mfr = 0,06535 , mfr

Passo 12

A massa total da solução final é:
mf + mfr = 1,97 , mfr + mfr = 2,97 , mfr

Passo 13

Agora, a concentração de I2 na solução final é:
0,06535 , mfr2,97 , mfr times 100% approx 2,2%

Resposta

A concentração de I2 na solução final será aproximadamente 2,2%.

Exercícios relacionados