1oPeríodo/2015
074063-D Química Analítica Geral
Revendo Conceitos Importantes-3
Prof.M.D.Capelato
Lembrando: As duas etapas iniciais na resolução de problemas de estequiometria são: (a) identificar todas as reações químicas sequenciais envolvidas; (b) convertê-las em equações químicas iônicas completas e balanceá-las utilizando os procedimentos e critérios químicos de balanceamento apreendidos anteriormente. (Utilize sempre os Apêndices 10 e 11) 1. 250mL de solução contendo 32% em massa de La(NO 3 ) 3 .6H 2 O(433g/mol) e densidade igual a 1,23g/cm 3 , foram diluídos com água destilada para formar 1,5L de solução. Especifique a concentração molar de todas as espécies iônicas em equilíbrio na solução resultante. 2. Exatamente 100mL da solução diluída do problema anterior foram colocados em um béquer contendo 50mL de solução 0,81mol/L de KOH. O precipitado de hidróxido de lantânio(III) formado foi separado por filtração, lavado e decomposto termicamente de acordo com: La(OH) 3 (s) La 2 O 3 (s) + H 2 O(g). Escreva as equações químicas balanceadas envolvidas e calcule a massa em gramas do óxido metálico obtido? 3. O combustível sólido utilizado no estágio de decolagem do ônibus espacial é uma mistura de perclorato de amônio e alumínio em pó.Na ignição, uma reação que ocorre é: NH 4 CℓO 4 (s) + Aℓ(s) Aℓ 2 O 3 (s) + N 2 (g) + HCℓ(g) + H 2 O(g) (a) Balanceie a equação química; (b) Que massa de alumínio deve ser misturada com 15 t de NH 4 CℓO 4 para esta reação?; (c) Que massa de Aℓ 2 O 3 é produzida? (d) qual a massa total dos gases produzidos? 4. O conteúdo de enxofre no óleo combustível pode ser determinado pela combustão em excesso de ar e os resultantes gases SO 2 e SO 3 que se formam, passam por um reator contendo solução diluída de H 2 O 2 (aq) que converte os óxidos de enxofre em H 2 SO 4 (aq). A quantidade de ácido formada pode ser dosada por titulação com solução padronizada de NaOH(aq). Num ensaio de laboratório, 6,430 g de uma amostra de óleo combustível foi queimado em excesso de ar atmosférico. O ácido sulfúrico formado foi totalmente neutralizado por 17,4 mL de NaOH 0,40%(m/v). (a) Escreva e converta todas as as reações químicas envolvidas na forma iônica e balanceie-as. Em seguida determine: (b) o número de moles de H 2 SO 4 produzido; (c) o teor percentual de enxofre na amostra original de óleo combustível. 5. 1,855g de uma amostra impura de carbonato de ferro(III) foi totalmente dissolvida em excesso de solução de ácido clorídrico de acordo com: Fe 2 (CO 3 ) 3 (s)+ HCℓ(aq) FeCℓ 3 (aq) + H 2 O()+ CO 2 (g). Todo gás produzido foi totalmente absorvido em excesso de solução aquosa de hidróxido de bário: CO 2 (g) + Ba(OH) 2 (aq) BaCO 3 (s) + H 2 O(). Após filtração,
1
lavagem e secagem em estufa a 110 o C, o precipitado formado pesou 2,579g. (a) Escreva todas as equações químicas envolvidas na análise na forma iônica, completa e balanceadas; (b) Qual é a porcentagem do carbonato de ferro(III) na amostra? ( c) Quantos quilos de Fe 2 O 3 podem ser obtidos por decomposição térmica de 1,50t da amostra impura de carbonato de ferro(III)? 8. Uma mistura de peróxido de hidrogênio e hidrazina é utilizada como propelente de foguetes: H 2 O 2 () + N 2 H 4 () HNO 3 (aq) + H 2 O(). (a) Quantos quilogramas de H 2 O 2 reagem com 0,477 kmol de hidrazina? (b) Se a eficiência da reação for de 82,5%, quantas toneladas de HNO 3 são produzidas quando se reage 2,5t de H 2 O 2 com excesso de hidrazina? 7. Um pedaço de cromo metálico pesando 1,820g foi “dissolvido” a quente em um erlenmeyer contendo 50mL de ácido nítrico 5,5 mol/L: Cr + HNO 3 Cr(NO 3 ) 3 + NO 2 Após a reação ter se completado, a mistura reacional resultante foi diluída para 250mL e um balão volumétrico e homogeneizada. (a) Antes de iniciar os cálculos estequiométricos, escreva a equação química da “dissolução” do metal na forma iônica completa, balanceada pelo método das semi-reações; (b) Especifique o reagente limitante e determine a concentração molar de todas as espécies iônicas presentes na solução do balão volumétrico; (c) Que volume do gás é produzido a 17°C e 688,5 torr? (d) Uma alíquota de 50mL da solução do balão volumétrico foi posta a reagir com um ligeiro excesso solução de KOH. O precipitado gelatinoso formado foi filtrado, lavado e seco. Em seguida o sólido foi convertido a óxido de cromo(III) por tratamento térmico a 600 o C. Se o rendimento desse processo foi de 91,5%, que massa efetiva do referido óxido metálico foi obtida? 8. O teor de gás sulfídrico ao redor de uma indústria petroquímica foi determinado da seguinte maneira utilizando o arranjo experimental esquematizado ao lado. O ar bombeado a uma vazão de 5,0L/min passa pelo tubo contendo grânulos de Sílica-Gel para absorver umidade. O segundo tubo contém exatamente 25 mL de solução acidulada 0,200 mol/L de triiodeto de potássio para absorver todo o gás sulfídrico de acordo com a reação redox: H 2 S + KI 3 S + KI Após 20 minutos de bombeamento, a quantidade de triiodeto remanescente na solução do tubo coletor foi determinada por titulação com solução padronizada de tiossulfato de sódio 0,2326 mol/L utilizando amido como indicador visual:
2
Na 2 S 2 O 3 + KI 3 Na 2 S 4 O 6 + KI Sabendo que exatamente 21,5 mL do redutor foram necessários para atingir o ponto de equivalência, determine o teor de gás sulfídrico expressando -o em miligramas por metro cúbico de ar (mg/m 3 ). 9. Visando avaliar a possibilidade de recuperar o manganês presente em cerca de 2,5 toneladas de sucata de aço carbono(liga de Fe-C-Mn), efetuou-se a determinação do manganês da seguinte forma. 0,877g de uma amostra da sucata foi totalmente dissolvida à quente em um béquer contendo excesso de solução de ácido nítrico:
(Fe-C-Mn) (s) + HNO 3(aq)
Fe 3+ + CO 2(g) + Mn 2+ + NO 2(g)
Após a completa “dissolução” da amostra metálica, eliminação do dióxido de nitrogênio e resfriamento, a solução reacional foi transferida para um balão volumétrico de 100mL e o volume completado com água destilada. Em seguida, transferiu-se três alíquotas de 25mL da solução da amostra para três erlenmeyers identificados. Em cada um deles acrescentou-se cerca de 1,0 g de peróxidissulfato de amônio, um potente oxidante solúvel em água, aqueceu-se as soluções para converter todo íon Mn(II) ao íon permanganato Mn 2+ + (NH 4 ) 2 S 2 O 8
meio ácido
NH 4 MnO 4 + (NH 4 ) 2 SO 4
Após a completa oxidação e resfriamento, o íon permanganato em cada um dos erlenmeyers foi titulado com solução padronizada 0,0115 mol/L de sulfato de ferro(II) MnO4- + Fe2+ lilás
meio ácido
Mn2+ + Fe3+ incolor
Os volumes de equivalência obtidos foram respectivamente 11,3 ; 11,5 ; 11,4 mL. (a) Com base na descrição da análise, escreva todas as equações químicas iônicas essenciais balanceadas pelo método das semi-reações das reações sequenciais envolvidas; (b) Estabeleça a equivalência estequiométrica entre o procurado e o medido; (c) Utilizando o volume de equivalência médio, determine a concentração molar do íon Mn2+ na solução do balão volumétrico; (d) Determine a porcentagem de Mn na amostra de sucata; (e) Quantos quilos de manganês podem ser obtidos a partir de um processo metalúrgico de reciclagem de toda a sucata de aço-carbono?
Mesmo que tenhas ouro e pérolas, o mais precioso são os lábios com conhecimento. Pr 20,15
3