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.1. Quantos gramas de BaSO4 podem ser produzidos de 1,354g de BaCl2 e um excesso de Na2SO4? R . :1,518gde BaSO4 .2. Quantos gramas de AgClpodem ser formados de 2.00 g de NaCl e um excesso de AgNO3? R . :4,90 gde AgCl .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.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 .5. Quantos gramas de Fe2O3 podem ser preparados de 1,0000g de Fe3O4,assumindo uma quantidade em excesso de oxigênio?R . :10345gde Fe2O3 .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 .7. Quantos mL de Na2SO4 0,10 M são requeridos para precipitar todo o bário em uma amostra de 0,2200g de Ba(NO¿¿3)2 ¿ como BaSO4?R . :8,4mL.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?Areaçãoé :

MnO4−¿+5 Fe2+¿+8H +¿⇌ Mn

2+¿+5Fe3+¿+4 H

2O¿

¿ ¿¿ ¿

Asduas semi−reações são :

MnO4−¿+8H +¿+5 e⇌Mn

2+ ¿+ 4H2O ¿

¿¿

Fe3+¿+e⇌ Fe2+¿¿ ¿

R . :27,79%Fe

SOLUÇÕES1. Quantos gramas de BaSO4 podem ser produzidos de 1, 354g de BaCl2 e um excesso de Na2SO4? Existem várias maneiras de trabalhar com esse problema. Cabe ao estudante escolher qual a melhor.A primeira, e talvez a mais simples, envolve o seguinte questionamento: se 208,25 gde BaCl2 produzem 233,40 gde BaSO4 quanto produzirei de 1,354g de BaCl2? Um simples cálculo algébrico resolve o problema:

BaCl2+Na2SO4⇌BaSO4+2NaCl

208,25 :142,04=233,40 :116,88}emgramas

Se x=massade BaSO4que pode ser produzida de1,354 gde BaCl2 xgde BaSO4

1,354 gde BaCl2=233,40 gde BaSO4

208,25g de BaCl2

xgde BaSO 4=(1,354 gde BaCl2 )(233,40g de BaSO4 )(208,25 gde BaCl2 )

=1,518g deBaSO4

A segunda maneira envolve uma relação de base molar:BaCl2+Na2SO4⇌BaSO4+2NaCl

1 :1=1 :2}emmols

(nº de molsd e BaCl2)=(nº demolsde BaSO4)

Se tomarmos x=massade BaSO4 formado

(nº de molsde BaSO4)=x

233,40

(nº de molsde BaCl2)=1,354208,25

x233,40

= 1,354208,25

x=(233,40 )( 1,354208,25 )=1,518 gramasde BaSO4

Existem outras bases que podemos usar mas nos ateremos daqui por diante ao primeiro método.2. Quantos gramas de AgClpodem ser formados de 2.00 g de NaCl e um excesso de AgNO3?Tomamos xcomoaquantidade emgramasde NaCl

x gde AgCl2.00g de NaCl

= 143,32gde AgCl58,44 gramas de NaCl

x gde AgCl=(2.00 gde NaCl ) (143.32 gde AgCl )(58.44 gde NaCl )

¿4.90 gde AgCl

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?Os métodos utilizados na questão anterior podem ser aplicados nesse problemaAg+¿+Cl−¿ ⇌ AgCl¿ ¿

1 :1=1

107,87 :35,453=143,32

Uma vez encontrada a massa de cloro,Se x=massade cloroque pode ser produzidade0,7476 gde AgCl :

xgdeCl= (0,7476g de AgCl ) (35,453gde Cl )(143,32g de AgCl )

=0,1849 gdeCl

Podemos encontrar seu percentual na amostra,%Cl= massadeCl

massade amostrax 100%

%Cl=0,18490,2500

x 100%=73,96%

4. Uma amostra contendo potássio pesa 0,5742g.O potássio é precipitado com perclorato, KClO4, pesando assim 0,4240g.Qual %K na amostra? K+¿+ClO4

−¿⇋ KClO4 ¿¿

ou

K+¿⇌KClO4¿

1:1 } proporçãoemmols

39,10 :138,55 } proporçãoemmassa

%K= massade Kmassadaamostra

x100%

xg de K0,4240g de KClO4

= 39,10 gde K138,55 gde KClO 4

xgde K=0,4240 gde KClO439,10 gde K

138,55gde KClO4

=0,1196 gde K

%K=0,11960,5742

x100%=20,83%

5. Quantos gramas de Fe2O3 podem ser preparados de 1,0000g de Fe3O4,assumindo uma quantidade em excesso de oxigênio?

2 Fe3O 4⇌3 Fe2O3

2 :3 }Relaçãomolar

463,08 : 479,07 }relação emmassa

xgde Fe2O31,0000gde Fe3O 4

=479,07 gde Fe2O3463,08g de Fe3O 4

xgde Fe2O3=1,0000 gde Fe3O4479,07 gde Fe2O3463,08 gde Fe3O4

=1,0345 gde Fe2O3

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? Problemas mais complicados são encontrados na análise indireta, na qual uma medida pode servir para definir duas quantidades. %NaCl= massade NaCl

massadeamostrax 100%

%KCl= massade KClmassadeamostra

x 100%

Tomando x=massade NaCl e y=massa de KCl :

x+ y=0,1170 g

massade AgCldo NaCl+massade AgCldo KCl=0,2500g

nde AgCldo NaCl=nde NaCl

massade AgCldo NaCl143,32

=massade NaCl58,44

massade AgCldo NaCl143,32

= x58,44

massade AgCldo NaCl=143,3258,44

x

Molsde AgCldo KCl=mols de KCl

massade AgCldo KCl143,32

=massade KCl74,56

massade AgCldo KCl143,32

= y74,56

massade AgClde KCl=143,3274,56

y

143,3258,44

x+ 143,3274,56

y=0,2500

x+ y=0,1170

y=0,1170−x

143,3258,44

x+ 143,3274,56

(0,1176−x )=0,2500

2,4524 x+(1,9222)(0,1170−x )=0,2500

2,4524 x+02249−1,9222x=0,2500

0,5302 x=0,0251

Oque precisamos{x=0,0473 gde NaCly=0,1170−0,0473y=0,0697g de KCl

Uma vez resolvido o sistema temos novamente o tratamento algébrico utilizado nos primeiros exercícios dessa lista:

%NaCl= massade NaCl

massada Amostrax 100%=0,0473

0,1170x100%=40,43%

%KCl= massade KClmassadaamostra

x100%=0,06970,1170

x100%=59,57%

7. Quantos mL de Na2SO4 0,10 M são requeridos para precipitar todo o bário em uma amostra de 0,2200g de Ba(NO¿¿3)2 ¿ como BaSO4?

Ba(NO¿¿3)2+Na2SO4⇌BaSO4↓+2NaNO3¿

ou

Ba2+¿+SO42−¿⇌ BaSO 4↓¿ ¿

x=volumeemmLde Na2SO 4necessários. Partindo da quantidade molar por litro de solução e fazendo uso da análise dimensional:mols de Na2SO4=x mL

0,1molL

1 L1000mL

mols deBa (NO¿¿3)2=0,2200 gde Ba(NO¿¿3)2

261,35 gde Ba(NO¿¿3)2

mols deBa (NO¿¿3)2¿¿

¿¿

( x ) (0,2 )( 1100 )=( 0,2200261,35 )x=

(0,2200 )(1000)(261,35 )(0,10)

=8,4mL

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?No ponto final da titulação :

(nº de equivalentesdoanalito )=(nº de equivalentesdo titulante )

(¿de Fe )=¿

Dadefiniçãode equivalente :

(nº de equivalentes )=(nº demols ) (nº de elétronsnameia−reação )

(nº de mols )= (nº de eq)(nº deelétronsnameia−reação)

Se :

Fe3+¿+e→Fe 2+¿ ¿¿

Então :

(nº de molsde Fe )=(nº de eqde Fe)1

=2,451 x10−3

Agoraencontramos amassade ferro.

x=massade ferro

xg de Fe55,847 gde Femolde Fe

=nº de molsde Fe

x=(55,847 ) (nº de molsde Fe )=(55,847 ) (2,451 x10−3 )=1,369 x10−1gde Fe

%Fe= massade Femassadeamostra

x 100%=1,369 x10−1

0,6282x100%=21,79%Fe