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Análise redox e eficiência de corrente

ITA · 2ª fase

Uma solução de 100,0 mL contém apenas Fe²⁺ e Fe³⁺ como espécies de ferro, em meio fortemente ácido. Retiram-se duas alíquotas de 25,00 mL, protegidas do ar. A primeira consome 12,00 mL de KMnO₄ 0,02000 mol/L para oxidar todo Fe²⁺ a Fe³⁺; o permanganato é reduzido a Mn²⁺. A segunda é colocada em um compartimento catódico separado do ânodo por uma membrana que impede o transporte de espécies de ferro; as reações anódicas não alteram sua composição. Ela é reduzida eletroliticamente até converter todo Fe³⁺ em Fe²⁺. A carga total é 289,5 C. Durante a eletrólise, formam-se também 12,25 mL de H₂, medidos nas condições em que o volume molar vale 24,50 L/mol. As únicas reações catódicas são a redução de Fe³⁺ e a formação de H₂; não se deposita ferro metálico. Use F = 96.500 C/mol. a) Escreva as semirreações e a equação iônica global da titulação. b) Determine as concentrações originais de Fe²⁺ e Fe³⁺, a fração molar de Fe³⁺ entre os íons de ferro e a eficiência de corrente para a redução de Fe³⁺. c) Se uma terceira alíquota ficar exposta ao ar e parte do Fe²⁺ for oxidada pelo oxigênio antes da titulação, explique o sentido do erro na determinação direta de Fe²⁺. Escreva a equação iônica dessa oxidação e explique se a quantidade total de ferro é alterada, supondo ausência de precipitação.

Abra o treino interativo para responder, consultar uma dica e conferir a resolução. A resolução discursiva é autoavaliada.