Um professor encaminhou ao técnico de laboratório o seguinte...
1o ) Transfira uma solução padrão de permanganato de potássio 0,5000 mol/L para uma bureta limpa e seca.
2o ) Pipete 25,00 mL de amostra de água oxigenada comercial para um balão volumétrico de 250,00 mL, acrescente água destilada até o traço de referência e faça a homogeneização. Dessa solução, pipete uma alíquota de 25,00 mL para um frasco Erlenmeyer, acrescente ±100 mL de água destilada e 5 mL de ácido sulfúrico concentrado.
3o ) Titule o H2 O2 contido na alíquota com a solução padrão de permanganato de potássio até coloração levemente violeta (1o excesso de KMnO4 ).
A reação que ocorre na titulação é:
2 MnO4 - (aq) + 5 H2 O2(aq) + 6 H+ (aq) → 2 Mn2+ (aq) + 5 O2(g) + 8 H2 O(l)
Seguindo esse roteiro, o volume de solução de permanganato de potássio gasto na titulação da alíquota no frasco Erlenmeyer foi igual a 30,40 mL.
Com base nos resultados da análise, o técnico constatou que a porcentagem massa por volume (g H2 O2 /100 mL água oxigenada) na amostra original é igual a
Dado M(H2O2) = 34,00 g/mol
Gabarito comentado
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A alternativa correta é a C - 51,68%.
Tema Central da Questão:
Esta questão foca na análise volumétrica, especificamente em um experimento de titulação, que é um método analítico onde a concentração de uma solução é determinada pela reação com um volume conhecido de outra solução de concentração conhecida.
Resumo Teórico:
A titulação de uma amostra de água oxigenada (H2O2) com uma solução padrão de permanganato de potássio (KMnO4) é uma clássica reação redox, onde o permanganato de potássio atua como agente oxidante e o peróxido de hidrogênio como agente redutor.
A reação balanceada é dada por:
2 MnO4- (aq) + 5 H2O2 (aq) + 6 H+ (aq) → 2 Mn2+ (aq) + 5 O2 (g) + 8 H2O (l)
O objetivo é calcular a concentração de H2O2 na solução original, expressa em porcentagem massa por volume.
Justificativa da Alternativa Correta:
1. Cálculo do número de mols de KMnO4:
C = 0,5000 mol/L e V = 30,40 mL = 0,0304 L.
n = C × V = 0,5000 mol/L × 0,0304 L = 0,0152 mol de KMnO4.
2. Cálculo do número de mols de H2O2:
Pela estequiometria da reação (2:5), 2 mol de KMnO4 reagem com 5 mol de H2O2.
0,0152 mol de KMnO4 corresponde a: (5/2) × 0,0152 mol = 0,038 mol de H2O2.
3. Cálculo da massa de H2O2:
Massa = molaridade × massa molar = 0,038 mol × 34,00 g/mol = 1,292 g de H2O2.
4. Cálculo da porcentagem:
Esta massa de H2O2 está em 25 mL do balão volumétrico, que contém a amostra diluída, então no total (250 mL), há:
1,292 g × (250 mL/25 mL) = 12,92 g de H2O2.
Portanto, a porcentagem massa por volume é: (12,92 g/100 mL) × 100 = 51,68%.
Análise das Alternativas Incorretas:
A - 24,81%, B - 36,18%, D - 62,01%, E - 72,35%: Esses valores não correspondem ao cálculo correto baseado na reação estequiométrica e nos volumes e concentrações dadas. Cada alternativa incorreta reflete um erro em alguma etapa do cálculo, seja na conversão de unidades, no uso dos coeficientes estequiométricos ou na determinação do volume total da solução.
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