25mL de uma amostra de água oxigenada foi diluída em um balão de 500mL. 10mL desta amostra diluída foi titulada por uma solução de Permanganato de potássio 0,02mol/L em meio ácido e consumiu um volume igual a 19,30 mL. Determine a concentração da água oxigenada em %m/v.
Olá Igor, tudo bem?
O primeiro passo é escrever a reação que ocorre. Ao entrar em contato com a água, o permanganato de potássio (KMnO4) se dissocia e forma os íons de potássio, K+ e permanganato, MnO4-. No íon permanganato, o Mn7+ reage com a água oxigenada, oxidando-se a um íon manganês Mn2+ enquanto o nox do íon oxigênio vai de -1 para 0 em uma reação de oxirredução em que KMnO4 é um agente oxidante, H2O2 é um agente redutor.
5 H2O2 + 2 MnO4-+ 6 H+ ? 5 O2 + 2 Mn2++ 8 H2O
Depois, podemos determinar o número de mols de permanganato utilizados na titulação da água oxigenada, com base na concentração e no volume utilizado da solução padronizada conforme a regra de 3:
0,02 mol de MnO4- ______ 1000 mL
nMnO4- _______ 19,30 mL
nMnO4- = 0,000386 mol
Portanto foram utilizados 0,000386 mol de permanganato para reagir com a água oxigenada, de acordo com a estequiometria da reação temos que:
5 mol de H2O2 _____ 2 mol de MnO4-
nH2O2 ______ 0,000386 mol de MnO4-
nH2O2 = 0,000965 mol
Dessa forma, temos que a amostra de 10 mL diluída de água oxigenada contém 0,000965 mol de H2O2, logo:
0,000965 mol de H2O2 _____ 10 mL
nH2O2 _______ 500 mL
nH2O2 = 0,04825 mol
Portanto, o volume de 25 mL da amostra original possui 0,04825 mol de H2O2. Para determinar a concentração em %m/v (massa por 100 mL de solução) determinamos o número de mols em 100 mL:
0,04825 mol de H2O2 _____ 25 mL
nH2O2 _______ 100 mL
nH2O2 = 0,193 mol
Sabendo que a massa molar da água oxigenada vale 34,0147 g/mol:
1 mol de H2O2 _____ 34,0147 g de H2O2
0,193 mol de H2O2 _____ mH2O2
mH2O2 = 6,5648371 g
Desse modo, a concentração da água oxigenada é equivalente a aproximadamente 6,56 %m/v.