1. Os exercícios a seguir mostram alguns cálculos básicos na análise quantitativa clássica. Abordei nessa primeira lista cálculos envolvendo volumetria de precipitação e de oxi-redução. A resolução envolve basicamente relações estequiométricas.<br />1. Quantos gramas de BaSO 4 podem ser produzidos de 1,354g de BaCl2 e um excesso de Na2SO4? R.:1,518g de BaSO4.<br />2. Quantos gramas de AgCl podem ser formados de 2.00 g de NaCl e um excesso de AgNO3? R.:4,90g de AgCl.<br />3. Uma amostra contendo cloreto pesa 0,2500g .O cloreto é precipitado como cloreto de prata , assim pesando 0,7476g.Qual a %Cl na amostra?R.:73,96 %Cl.<br />4. Uma amostra contendo potássio pesa 0,5742g.O potássio é precipitado com perclorato, KClO4, pesando assim 0,4240g.Qual %K na amostra?R.:20,83 %K.<br />5. Quantos gramas de Fe2O3 podem ser preparados de 1,0000g de Fe3O4,assumindo uma quantidade em excesso de oxigênio?R.:10345g de Fe2O3.<br />6. Uma amostra é composta apenas de KCl e NaCl. Ela pesa 0,1170g.Os cloretos são precipitados com AgNO3 e o AgCl formado pesa 0,2500g.Quais são as %KCl e %NaCl na amostra? R.:40,43% de NaCl ; 59,57% de KCl.<br />7. Quantos mL de Na2SO4 0,10 M são requeridos para precipitar todo o bário em uma amostra de 0,2200g de Ba(NO3)2 como BaSO4?R.:8,4 mL.<br />8. Ferro pode ser determinado volumetricamente com KMnO4·. Uma amostra de ferro é dissolvida e todo o ferro é convertido em Fe2+, esta solução é titulada com KMnO4·. Qual a %Fe em uma amostra de 0,6282g que é titulada até o ponto final com 24,22 mL de uma solução 0,1012 N de KMnO4?<br />A reação é :<br />MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ ⇌ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O<br />As duas semi-reações são:<br />MnO4- + 8H+ + 5e⇌Mn2+ +4H2O<br />Fe3+ + e ⇌Fe2+<br />R.:27,79% Fe<br />SOLUÇÕES<br />1. Quantos gramas de BaSO 4 podem ser produzidos de 1, 354g de BaCl2 e um excesso de Na2SO4? <br />Existem várias maneiras de trabalhar com esse problema. Cabe ao estudante escolher qual a melhor.<br />A primeira, e talvez a mais simples, envolve o seguinte questionamento: se 208,25g de BaCl2 produzem 233,40g de BaSO4 quanto produzirei de 1,354g de BaCl2? Um simples cálculo algébrico resolve o problema:<br />BaCl2 + Na2SO4 ⇌ BaSO 4+ 2NaCl<br />208,25:142,04 =233,40:116,88 em gramas<br />Se x=massa de BaSO4 que pode ser produzida de 1,354g de BaCl2<br /> xg de BaSO41,354g de BaCl2=233,40g de BaSO4208,25g de BaCl2<br />xg de BaSO4=1,354g de BaCl2233,40g de BaSO4208,25g de BaCl2=1,518g de BaSO4<br />A segunda maneira envolve uma relação de base molar:<br />BaCl2 + Na2SO4 ⇌ BaSO4+ 2NaCl<br />1:1=1:2 } em mols<br />(nº de mols de BaCl2)=(nº de mols de BaSO 4)<br />Se tomarmos x=massa de BaSO4 formado<br />(nº de mols de BaSO4)=x233,40<br />(nº de mols de BaCl2)=1,354208,25<br />x233,40=1,354208,25<br />x=233,401,354208,25=1,518 gramas de BaSO4<br />Existem outras bases que podemos usar mas nos ateremos daqui por diante ao primeiro método.<br />2. Quantos gramas de AgCl podem ser formados de 2.00 g de NaCl e um excesso de AgNO3?<br />Tomamos x como a quantidade em gramas de NaCl <br />x g de AgCl2.00 g de NaCl=143,32 g de AgCl58,44 gramas de NaCl<br />x g de AgCl=2.00 g de NaCl143.32 g de AgCl58.44 g de NaCl<br />=4.90 g de AgCl<br />3. Uma amostra contendo cloreto pesa 0,2500g .O cloreto é precipitado como cloreto de prata , assim pesando 0,7476g.Qual a %Cl na amostra?<br />Os métodos utilizados na questão anterior podem ser aplicados nesse problema<br />Ag++Cl-⇌AgCl<br />1:1=1<br />107,87 : 35,453=143,32<br />Uma vez encontrada a massa de cloro,<br />Se x=massa de cloro que pode ser produzida de 0,7476 g de AgCl:<br />xg de Cl=0,7476g de AgCl35,453g de Cl143,32g de AgCl=0,1849g de Cl<br />Podemos encontrar seu percentual na amostra,<br />%Cl=massa de Clmassa de amostrax100%<br />%Cl=0,18490,2500x100%=73,96%<br />4. Uma amostra contendo potássio pesa 0,5742g.O potássio é precipitado com perclorato, KClO4, pesando assim 0,4240g.Qual %K na amostra?<br /> <br />K++ClO4-⇋KClO4<br />ou<br />K+⇌KClO4<br />1:1 proporção em mols<br />39,10:138,55 proporção em massa<br />%K=massa de Kmassa da amostrax100%<br />xg de K0,4240g de KClO4=39,10g de K138,55g de KClO4<br />xg de K=0,4240g de KClO439,10g de K138,55g de KClO4=0,1196g de K<br />%K=0,11960,5742x100%=20,83%<br />5. Quantos gramas de Fe2O3 podem ser preparados de 1,0000g de Fe3O4,assumindo uma quantidade em excesso de oxigênio?<br />2 Fe3O4⇌3Fe2O3<br />2:3} Relação molar<br />463,08:479,07} relação em massa<br />xg de Fe2O31,0000g de Fe3O4=479,07g de Fe2O3463,08g de Fe3O4<br />xg de Fe2O3=1,0000g de Fe3O4479,07g de Fe2O3463,08g de Fe3O4=1,0345g de Fe2O3<br />6. Uma amostra é composta apenas de KCl e NaCl. Ela pesa 0,1170g.Os cloretos são precipitados com AgNO3 e o AgCl formado pesa 0,2500g.Quais são as %KCl e %NaCl na amostra? <br />Problemas mais complicados são encontrados na análise indireta, na qual uma medida pode servir para definir duas quantidades.<br /> <br />%NaCl=massa de NaClmassa de amostrax100%<br />%KCl=massa de KClmassa de amostrax100%<br />Tomando x=massa de NaCl e y=massa de KCl:<br />x+y=0,1170g<br />massa de AgCl do NaCl + massa de AgCl do KCl=0,2500g<br />n de AgCl do NaCl=n de NaCl<br />massa de AgCl do NaCl143,32=massa de NaCl58,44<br />massa de AgCl do Na Cl143,32=x58,44<br />massa de AgCl do NaCl=143,3258,44x<br />Mols de AgCl do KCl = mols de KCl<br />massa de AgCl do KCl143,32=massa de KCl74,56<br />massa de AgCl do KCl143,32=y74,56<br />massa de AgCl de KCl=143,3274,56y<br />143,3258,44x+143,3274,56y=0,2500<br />x+y=0,1170<br />y=0,1170-x<br />143,3258,44x+143,3274,56(0,1176-x)=0,2500<br />2,4524x+(1,9222)(0,1170-x)=0,2500<br />2,4524x+02249-1,9222x=0,2500<br />0,5302x=0,0251<br /> O que precisamosx=0,0473g de NaCly=0,1170-0,0473y=0,0697g de KCl<br />Uma vez resolvido o sistema temos novamente o tratamento algébrico utilizado nos primeiros exercícios dessa lista:<br /> <br />%NaCl=massa de NaClmassa da Amostrax100%=0,04730,1170x100%=40,43%<br />%KCl=massa de KClmassa da amostrax100%=0,06970,1170x100%=59,57%<br />7. Quantos mL de Na2SO4 0,10 M são requeridos para precipitar todo o bário em uma amostra de 0,2200g de Ba(NO3)2 como BaSO4?<br />Ba(NO3)2+Na2SO4⇌BaSO4↓+2NaNO3<br />ou<br />Ba2++SO42-⇌BaSO4↓<br /> x=volume em mL de Na2SO4 necessários. <br />Partindo da quantidade molar por litro de solução e fazendo uso da análise dimensional:<br />mols de Na2SO4=x mL0,1molL1L 1000 mL<br />mols de Ba(NO3)2=0,2200g de Ba(NO3)2261,35g de Ba(NO3)2mols de Ba(NO3)2<br />x0,21100=0,2200261,35<br />x=0,2200(1000)261,35(0,10)=8,4mL<br />8. Ferro pode ser determinado volumetricamente com KMnO4. Uma amostra de ferro é dissolvida e todo o ferro é convertido em Fe2+, esta solução é titulada com KMnO4·. Qual a %Fe em uma amostra de 0,6282g que é titulada até o ponto final com 24,22 mL de uma solução 0,1012 N de KMnO4?<br />No ponto final da titulação:<br />nº de equivalentes do analito=nº de equivalentes do titulante<br />neq de Fe=neq de MnO4-=NMnO4-volume de MnO4-1L1000mL=0,101224,2211000=2,451x10-3 equivalentes de Fe<br />Da definição de equivalente:<br />nº de equivalentes=nº de molsnº de elétrons na meia-reação<br />nº de mols=(nº de eq)(nº de elétrons na meia-reação)<br />Se: <br />Fe3++e->Fe2+<br />Então:<br />nº de mols de Fe=(nº de eq de Fe)1=2,451x10-3<br />Agora encontramos a massa de ferro.<br />x=massa de ferro<br />xg de Fe55,847g de Femol de Fe=nº de mols de Fe<br />x=55,847nº de mols de Fe=55,8472,451x10-3=1,369x10-1g de Fe<br />%Fe=massa de Femassa de amostrax100%=1,369x10-10,6282x100%=21,79% Fe<br />