Questão 7

IME 2019

Química

(IME - 2019/2020 - 2ª FASE)

Um minério de ferro, contendo Fe₃O₄, foi analisado a partir da dissolução de uma amostra de massa 1,161 g em ácido. Na dissolução, todo o ferro proveniente do Fe₃O₄ foi reduzido a Fe²⁺. A seguir, a amostra foi titulada com 40 mL de uma solução 0,025 mol/L de KMnO₄, tendo como produtos Mn²⁺ e Fe³⁺.

Diante do exposto:

a) escreva a equação iônica global simplificada de oxirredução, balanceada, ocorrida na titulação;

b) determine a porcentagem em massa de Fe₃O₄ no minério.

Dados:

Informações de Tabela Periódica:

Gabarito:

Resolução:

a) A equação iônica global simplificada e balanceada é:

$large 5 Fe^{2+} + MnO^-_4 + 4H^+ ightarrow Mn^{2+} + 5 Fe^{3+} + 4OH^-$

b) A quantidade de matéria de íons Fe²⁺ que foram titulados pelo permanganato é igual à quantidade de matéria de Fe presentes no Fe₃O₄. Logo:

$large n_{Fe} = n_{Fe^{2+}}=5cdot n_{MnO^-_4}=5cdot0,04cdot0,025Rightarrow n_{Fe}=0,005 mol$

E a quantidade de matéria de Fe₃O₄ é um terço da quantidade de matéria de Fe calculada anteriormente:

$large n_{Fe_3O_4}=dfrac{n_{Fe}}{3}=dfrac{0,005}{3}mol$

$herefore m_{Fe_3O_4}=n_{Fe_3O_4}cdot MM_{Fe_3O_4}=dfrac{0,005}{3}cdot(3cdot 56 + 4cdot 16) Rightarrow m_{Fe_3O_4}simeq0,3867g$

Portanto:

$\% m_{Fe_3O_4}=dfrac{0,3867}{1,161}=0,33 ou 33\%$

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