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Q482152
Química Soluções e Substâncias Inorgânicas , Equilíbrio Químico , Sistemas Homogêneos: Equilíbrio Químico na Água: pH e pOH, Indicadores Ácido-Base, Solução Tampão. , Soluções: características, tipos de concentração, diluição, mistura, titulação e soluções coloidais.
Ano: 2014 Banca: PR-4 UFRJ Órgão: UFRJ Prova: PR-4 UFRJ - 2014 - UFRJ - Técnico em Química |
Q482152 Química
A extração líquido-líquido é um método utilizado para separar um ou mais componentes específicos de uma mistura de líquidos, levandose em consideração suas diferentes solubilidades em dois líquidos imiscíveis, geralmente água e um solvente orgânico. Baseado nessas informações, um experimento de extração líquido-líquido foi realizado para determinar o coeficiente de partição do ácido acetilsalicílico (AAS) em éter etílico e água. Inicialmente foi feita a titulação de 20 mL de uma solução contendo 0,50 g de AAS em 100 mL de água com hidróxido de sódio 0,10 mol/ L e fenolftaleína. O ponto de viragem (ou equivalência) foi obtido com a adição de 5,0 mL da base. Após isso, 20 mL da solução de AAS foram transferidos para um funil de separação contendo 20 mL de éter etílico e fez-se a partição da amostra. A fase aquosa recolhida foi titulada com solução de hidróxido de sódio 0,10 mol/L e fenolftaleína, com o ponto de viragem alcançado com o volume da base igual a 2,0 mL. Sabendo-se que para o AAS a massa molar = 180,16 g/mol e a fórmula química = C 9H8O4 , o valor do coeficiente de partição do AAS é:
Alternativas

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Alternativa correta: B - 1,5

O tema central desta questão é a extração líquido-líquido, uma técnica amplamente utilizada em química para a separação de componentes com base em suas diferentes solubilidades em dois líquidos imiscíveis. Para resolver essa questão, é crucial compreender o conceito de coeficiente de partição, que é a razão das concentrações do soluto em cada uma das fases.

No experimento descrito, a solução aquosa inicial continha 0,50 g de AAS em 100 mL de água. Após a primeira titulação de 20 mL dessa solução, usava-se 5,0 mL de NaOH 0,10 mol/L. Isso foi empregado para calcular a quantidade inicial de AAS na solução.

Após a extração com éter etílico e nova titulação da fase aquosa recuperada, usando 2,0 mL de NaOH, é possível determinar a quantidade de AAS que permaneceu na fase aquosa e, por consequência, a quantidade que foi para a fase orgânica.

Calculamos inicialmente a quantidade de AAS neutralizada na primeira titulação:

  • 5,0 mL de NaOH a 0,10 mol/L foram usados, correspondendo a 0,0005 mol de NaOH. Como a reação é 1:1, isso corresponde a 0,0005 mol de AAS.
  • Convertendo para gramas, usamos a massa molar do AAS (180,16 g/mol) para obter 0,09008 g de AAS nos 20 mL iniciais.

Após a extração, a titulação da fase aquosa mostra que restam 2,0 mL de NaOH a 0,10 mol/L, o que neutraliza 0,0002 mol de AAS, ou seja, 0,036032 g de AAS nos 20 mL pós-extratação.

A quantidade de AAS que foi para a fase orgânica é então calculada subtraindo-se esses valores, resultando em 0,054048 g na fase orgânica.

O coeficiente de partição (K) é dado pela razão das concentrações do AAS nas duas fases:

  • K = (0,054048 g / 20 mL) / (0,036032 g / 20 mL) = 1,5

Portanto, a resposta correta é a alternativa B.

Agora, analisemos as alternativas incorretas:

  • A - 2,0: Esta alternativa está incorreta porque superestima a relação das concentrações entre as fases.
  • C - 1,0: Esta alternativa implicaria que não há preferência de solubilidade entre as fases, o que não é o caso.
  • D - 3,0: Esta alternativa está incorreta porque subestima a quantidade de AAS na fase aquosa.
  • E - 2,5: Esta alternativa está incorreta porque não corresponde ao valor calculado do coeficiente de partição.

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Comentários

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Estranho pelos meus cálculos deu 15... alguém calculou?

Tem que obter a [ ] da fase aquosa e orgânica e aplicar a definição de coef. de partição (K).

K = [ ]org/[ ]aquosa.

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