Ano 2019#eletroquimica#oxirreducao#titulacao#estequiometria#analise volumetrica#fase2#discursiva

Sobre o tema

A titulação de oxirredução com permanganato de potássio (KMnO4) é uma técnica clássica em química analítica, frequentemente empregada na determinação de ferro em minérios. O KMnO4, um forte agente oxidante em meio ácido, reage com íons Fe2+, oxidando-os a Fe3+, enquanto é reduzido a Mn2+. Essa reação é autocatalítica e não requer indicador, pois o próprio KMnO4 é intensamente colorido. O minério de ferro magnetita (Fe3O4) contém ferro nos estados de oxidação +2 e +3; na análise, todo o ferro é convertido a Fe2+ antes da titulação. O conhecimento da estequiometria da reação e o volume de titulante gasto permitem calcular o teor de Fe3O4 na amostra, sendo essencial para o controle de qualidade na indústria siderúrgica.

Tópicos relacionados

titulação de oxirredução com permanganato
balanceamento de equações iônicas redox
cálculo estequiométrico em análise volumétrica
determinação de ferro em minérios
propriedades do KMnO4 como oxidante

Enunciado

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

Diante do exposto:
a) escreva a equacao ionica global simplificada de oxirreducao, balanceada, ocorrida na titulacao;
b) determine a porcentagem em massa de Fe3O4 no minerio.

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Perguntas frequentes

Por que a titulação com KMnO4 não precisa de indicador?

O KMnO4 é intensamente roxo, e o Mn2+ formado é incolor. Quando todo o Fe2+ é oxidado, o excesso de KMnO4 dá uma cor rosa persistente à solução, funcionando como seu próprio indicador.

Qual a equação iônica balanceada da reação entre Fe2+ e MnO4- em meio ácido?

MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O. Nesta reação, o MnO4- é reduzido a Mn2+ e o Fe2+ é oxidado a Fe3+.

Como calcular o teor de Fe3O4 a partir do volume de KMnO4 gasto?

Determina-se a quantidade de Fe2+ titulada pela estequiometria (5:1 Fe2+:MnO4-). Sabendo que cada mol de Fe3O4 fornece 1 mol de Fe2+ e 2 mols de Fe3+ (mas todo ferro é reduzido a Fe2+ antes), calcula-se a massa de Fe3O4 e sua porcentagem em relação à massa da amostra.