Utilizou-se uma alíquota de
de um padrão primário (oxalato de sódio)
para padronizar uma solução de permanganato de potássio
. Essa reação ocorreu em meio ácido. Baseado nessas informações, (a) Escreva a reação química balanceada. (b) Qual o volume esperado para obter o ponto de viragem. © Um aluno gastou
de
. Calcule o erro da titulação e a concentração real da solução de
.
Passo 1
Vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma titulação envolvendo duas soluções: uma de oxalato de sódio (
) com concentração de
e outra de permanganato de potássio (
) com concentração próxima a
. A reação ocorre em meio ácido. Precisamos:
a) Escrever a reação química balanceada.
b) Calcular o volume esperado para atingir o ponto de viragem.
c) Determinar o erro na titulação do aluno e a concentração real da solução de .
b) Calcular o volume esperado para atingir o ponto de viragem.
c) Determinar o erro na titulação do aluno e a concentração real da solução de
Vamos resolver cada parte passo a passo.
Passo 2
Parte a: Escrever a reação química balanceada
Primeiro, precisamos identificar as espécies químicas envolvidas e como elas reagem em meio ácido. O permanganato de potássio (
) é um agente oxidante forte, e o oxalato de sódio (
) atua como agente redutor.
Em meio ácido, a reação de permanganato de potássio com oxalato de sódio pode ser representada da seguinte forma:
Agora, vamos balancear essa equação:
-
Balancear o manganês (Mn):Há 1 Mn em
e 1 Mn em . -
Balancear o carbono ©:Há 2 C em
e 2 C em . -
Balancear o oxigênio (O):À esquerda:
-
: 4 O -
: 4 O
Total: 8 O
À direita:-
: 4 O -
: 1 O
Total: 5 O
Para balancear, ajustamos os coeficientes de: Colocamos 4para ter 4 O adicionais: -
-
Balancear o hidrogênio (H):À direita, temos 8 H de
, então colocamos 8 à esquerda: -
Balancear a carga elétrica:À esquerda:
-
: -1 -
: -2 -
: +8
Total: +5
À direita:-
: +2 -
e : neutro
Total: +2
Para balancear a carga, adicionamos elétrons () ao lado esquerdo: -
Então, a reação balanceada em meio ácido é:
Passo 3
Parte b: Calcular o volume esperado para obter o ponto de viragem
Vamos utilizar a estequiometria da reação balanceada para encontrar o volume esperado de
necessário para reagir completamente com o oxalato de sódio.
Primeiro, observamos a relação molar entre
e
na reação:
Agora, calculamos os mols de oxalato de sódio usados na titulação:
Como a relação molar é 1:1, precisamos de 0,0005 mol de
.
Agora, usando a concentração da solução de
(
), calculamos o volume necessário:
Portanto, o volume esperado para atingir o ponto de viragem é de
.
Passo 4
Parte c: Calcular o erro da titulação e a concentração real da solução de
O aluno utilizou
de
em vez dos
esperados.
Primeiro, vamos calcular a concentração real da solução de
usada pelo aluno.
Usando a relação da estequiometria:
Onde:
-
(oxalato de sódio) -
(volume de oxalato de sódio) -
(concentração real de ) -
(volume usado pelo aluno)
Rearranjando para encontrar
:
Portanto, a concentração real da solução de
é aproximadamente
.
Agora, calculamos o erro na titulação. O erro pode ser visto como a diferença entre o volume esperado e o volume real usado pelo aluno:
O valor negativo indica que o aluno usou
a menos do que o esperado.
Resposta
a) A reação química balanceada em meio ácido é:
b) O volume esperado para atingir o ponto de viragem é de
.
c) O erro da titulação foi de
e a concentração real da solução de
é aproximadamente
.