Enunciado

A calamina, que é utilizada para aliviar as irritações na pele, é uma mistura de óxidos de zinco e de ferro. Uma amostra de massa igual a 1,022 g de calamina seca foi dissolvida em ácido e diluída a 250,0 mL. Adicionou-se fluoreto de potássio a uma alíquota de 10,00 mL da solução diluída para mascarar o ferro; após o ajuste adequado do pH, o Zn2 consumiu 38,71 mL de EDTA 0,01294 mol L1. Uma segunda alíquota 50,00 ml foi adequadamente tamponada e titulada com 2,40 mL de solução de ZnY2 0,002727 mol L1:

Calcule as porcentagens de ZnO e Fe2O3 na amostra.

Passo 1

Para resolver este problema, primeiro precisamos definir o termo concentração molar que usaremos posteriormente para calcular a porcentagem (relação entre a massa da espécie e a massa de toda a mistura).

A concentração molar (c) seria a razão entre a quantidade de uma espécie expressa em mols (mol) e o volume da solução expresso em litros (L). Expressa quantos mols de soluto existem em um litro de solução.

Neste problema, usaremos uma fórmula que acompanha uma titulação e que expressa que a quantidade de EDTA ( n 1 ) que estamos usando para a titulação, é o mesmo que a quantidade das espécies tituladas ( n 2 ).

n 1 = n 2

Como estamos usando concentrações para calcular o volume, podemos escrever:

c 1 V 1 = c 2 V 2

Passo 2

Vamos primeiro calcular a massa da amostra no volume de 10 mL e 50 mL porque esse volume definirá nossa porcentagem final de ZnO e F e 2 O 3 . Faremos isso definindo proporções, onde m 1 e representará a massa em volume de 10 mL ou 50 mL e m 2 representará a massa em volume de 250 mL.

Para 10ml:

m 1 m 2 = V 1 V 2

m 1 1.022 = 10 ∙ 10 - 3 250 ∙ 10 - 3

m 1 = 0.0409   g

Para 50 mL:

m 1 m 2 = V 1 V 2

m 1 1.022 = 50 ∙ 10 - 3 250 ∙ 10 - 3

m 1 = 0.2044   g

Na primeira titulação, o íon zinco foi titulado, então a quantidade ( n 2 ) representará a quantidade de Z n 2 + :

Na segunda titulação, a quantidade de Z n Y 2 - , é equivalente à quantidade de F e 3 + (representado por n 2 ).

Da quantidade de F e 3 + , podemos calcular a quantidade de F e 2 O 3 :

Passo 3

A quantidade de Z n 2 + é igual à quantidade de ZnO, então podemos escrever:

A partir das quantidades, podemos calcular as massas de ambos os íons

Finalmente, podemos calcular as porcentagens:

w Z n O = m Z n O m = 0.0408 0.0409 = 0.9976 = 99.76 %

w F e 2 O 3 = m ( F e 2 O 3 ) m = 5.2257 ∙ 10 - 4 0.2044 = 2.56 ∙ 10 - 3 = 0.256   %

Resposta

w Z n O = m Z n O m = 0.0408 0.0409 = 0.9976 = 99.76 %

w F e 2 O 3 = m ( F e 2 O 3 ) m = 5.2257 ∙ 10 - 4 0.2044 = 2.56 ∙ 10 - 3 = 0.256   %

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