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 .
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:
  1. Balancear o manganês (Mn):
    Há 1 Mn em e 1 Mn em .
  2. Balancear o carbono ©:
    Há 2 C em e 2 C em .
  3. 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 4 para ter 4 O adicionais:
  4. Balancear o hidrogênio (H):
    À direita, temos 8 H de , então colocamos 8 à esquerda:
  5. 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 .

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