Quando uma amostra de 1,850 g de minério de ferro é tratada com 50,0 mL de ácido para formar uma solução de FeCl3. A solução de FeCl3, foi diluída até 100,0 mL e a concentração de íons Fe3+, determinada por espectrometria, foi 0,103 mol.L-1. Qual é a porcentagem em massa do ferro no minério?

Passo 1

Primeiramente devemos escrever a equação química e analisá-la:

F e C l 3 →   F e 3 + + 3 C l -

Percebemos que a relação entre o cátion e o ânion se dá de 1:3, ou seja, apenas 1 mol do íon Fe3+ está envolvido.

Passo 2

Devemos calcular a concentração da solução inicial:

c i n i c i a l = m V i n i c i a l = 1,850   g 0,05   L = 37   g . L - 1

Passo 3

Agora, devemos calcular a concentração da solução final a partir da fórmula:

c i n i c i a l . V i n i c i a l = c f i n a l . V f i n a l

37   g . l - 1   .   0,05   L =   c f i n a l   .   0,1   L

c f i n a l = 18,5   g . L - 1

Passo 4

Adiante, devemos calcular a massa de minério de ferro presente na solução final:

c f i n a l = m V f i n a l → m = c f i n a l . V f i n a l = 18,5   g . L - 1   .   0,1   L = 1 , 85   g

Passo 5

Utilizando a concentração de íons Fe3+, determinada por espectrometria, e a massa molar do íon Fe3+ ( M M = 55,85   g . m o l - 1 ) conseguimos calcular a massa de ferro presente na amostra:

c e s p e c t r o m e t r i a = n V f i n a l = m M M V

m = c e s p e c t r o m e t r i a .   V f i n a l . M M = 0,103   m o l . L - 1   .   0,1   L   . 55,85   g . m o l - 1

m = 0,575   g

Passo 6

Para determinarmos a porcentagem em massa do ferro contida no minério de ferro, basta dividirmos a massa encontrada pela espectrometria pela presente na solução final e multiplicarmos por 100:

m m % = 0,575     g 1,85   g .   100 = 31,08   %

Resposta

A porcentagem em massa do ferro contida no minério de ferro é de 31,08   %

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