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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 10.Questões e Problemas - Ex. 14b

Calcule o erro relativo porcentual na solubilidade devido ao uso de concentrações em vez de atividades para os seguintes compostos presentes em K N O 3   0,05000   m o l   L - 1 utilizando os produtos de solubilidade termodinâmicos listados no Apêndice 2.

  1. F e ( O H ) 2 .

Passo 1

Oi galera, vem comigo! Primeiramente precisamos da reação química e o produto de solubilidade do hidróxido de ferro (II):

F e ( O H ) 2 ⇌ F e 2 + + 2 O H -                                           K p s = 4,1 ∙ 10 - 15

Quando a gente desconsidera as atividades no cálculo da solubilidade, temos o seguinte:

K p s = F e 2 + [ O H - ] 2 = 4,1 ∙ 10 - 15

Pela estequiometria da reação, temos:

F e 2 + = S

Além disso, para 1 mol de F e 2 + temos 2 mols O H - , ou seja:

O H - = 2 ∙ F e 2 + = 2 ∙ S

Substituindo na equação de K p s , vamos ter o seguinte:

S ∙ ( 2 ∙ S ) 2 = 4,1 ∙ 10 - 15

S = 4,1 ∙ 10 - 15 4 3 = 1,01 ∙ 10 - 5   m o l / L

Passo 2

Se considerarmos as atividades no cálculo da solubilidade:

K p s ' = K p s γ F e 2 + ∙ γ O H - 2 = F e 2 + [ O H - ] 2

Mas antes precisamos calcular a força iônica, e vamos usar a seguinte equação:

μ = 1 2 ( [ A ] ∙ Z A 2 + [ B ] ∙ Z B 2 + [ C ] ∙ Z C 2 + … )

Onde:

  • [ A ] , [ B ] , [ C ] , ... representam as concentrações molares de espécie dos íons A, B, C, ...
  • Z A 2 , Z B 2 , Z C 2 , ... correspondem às cargas da sua espécie

A força iônica a partir de K N O 3   0,05000   m o l   L - 1 será:

K N O 3 ⇌ K + + N O 3 -

μ = 1 2 K + ∙ 1 2 + N O 3 - ∙ 1 2 = 1 2 0,05000 + 0,05000 = 0,05   m o l / L

No cálculo de μ , consideramos que os íons F e 2 + e O H - provenientes do precipitado não afetam significativamente a força iônica da solução.

Passo 3

Pela Tabela com uma força iônica de 0,05   m o l / L , conseguimos encontrar o coeficiente de atividade ( γ ):

γ F e 2 + = 0,48

γ O H - = 0,81

Voltando na equação de K p s ' :

K p s ' = K p s γ F e 2 + ∙ γ O H - 2 = 4,1 ∙ 10 - 15 0,48 ∙ 0,81 2

K p s ' = 1,30 ∙ 10 - 14

Sendo assim, temos:

K p s ' = F e 2 + [ O H - ] 2 = 1,30 ∙ 10 - 14

Como vimos no Passo 1:

F e 2 + = S ;

O H - = 2 ∙ S .

Substituindo:

S ∙ ( 2 ∙ S ) 2 = 1,30 ∙ 10 - 14

S = 1,30 ∙ 10 - 14 4 3 = 1,48 ∙ 10 - 5   m o l / L

Passo 4

Agora precisamos calcular o erro relativo percentual, onde:

x v = 1,01 ∙ 10 - 5   m o l / L ;

x i = 1,48 ∙ 10 - 5   m o l / L .

E r = x i - x v x v ∙ 100 % = 1,01 ∙ 10 - 5 - 1,48 ∙ 10 - 5 1,48 ∙ 10 - 5 ∙ 100 %

E r = - 32 %

Espero ter ajuda! Tchau pessoal.

Resposta

E r = - 32 % .

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