Uma amostra de água de rio (
) é tratada com
de
a
em pH 0,0.
Após aquecida e submetida à reação, a mistura é resfriada e o dicromato remanescente é levado à reação com
de com
a
.
Com base aos dados, responda: qual a reação global envolvida na titulação? Quais são os agentes oxidante e redutor? Qual a constante de equilíbrio? Qual o potencial esperado no ponto de equivalência?
Após aquecida e submetida à reação, a mistura é resfriada e o dicromato remanescente é levado à reação com
Com base aos dados, responda: qual a reação global envolvida na titulação? Quais são os agentes oxidante e redutor? Qual a constante de equilíbrio? Qual o potencial esperado no ponto de equivalência?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre uma titulação envolvendo água de rio, dicromato de potássio (
) e íons de ferro (
). O conteúdo principal aqui é de reações redox (oxidação e redução) e titulação redox. Para resolver, vamos precisar entender como identificar reagentes oxidantes e redutores, escrever a reação global, calcular a constante de equilíbrio e determinar o potencial no ponto de equivalência.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as espécies químicas envolvidas e suas concentrações. Temos:
- 50,00 mL de água de rio (vamos considerar que não contribui para a reação, a menos que haja algum ion importante nele, mas o enunciado não especifica).
- 10,00 mL de
a 0,20 mol L . O se dissocia em e . - 25,00 mL de
a 0,3000 mol L .
Passo 3
Vamos determinar os moles de cada reagente:
-
Moles de
: -
Moles de
:
Passo 4
Vamos agora escrever as semiestações de redução e oxidação:
-
O íon dicromato (
) é um agente oxidante e vai reduzir para : -
O íon ferro (
) é um agente redutor e vai oxidar para :
Passo 5
Precisamos balancear os elétrons para que a reação total seja equilibrada. A semiestação de redução consome 6 elétrons, então multiplicamos a semiestação de oxidação por 6:
- Oxidação:
Agora somamos as duas semiestações:
Passo 6
Esta é a reação global envolvida na titulação. Agora, identificamos os agentes oxidante e redutor:
- Agente oxidante:
(diminui seu estado de oxidação de +6 para +3). - Agente redutor:
(aumenta seu estado de oxidação de +2 para +3).
Passo 7
Para determinar a constante de equilíbrio (
), precisamos das constantes individuais de cada semierstação. Porém, como não temos esses valores no enunciado, não podemos calcular numericamente o
aqui. Em uma titulação, geralmente trabalhamos com o equilíbrio das reações no ponto de equivalência, mas sem dados adicionais, fica difícil definir o valor exato.
Passo 8
O potencial no ponto de equivalência depende dos potenciais padrão de redução das espécies envolvidas. Usando as tabelas de potenciais eletroquímicos, podemos calcular o potencial padrão da célula (
) utilizando a equação de Nernst. Contudo, sem valores específicos dos potenciais padrão das semiestações, não podemos determinar numericamente o potencial esperado.
Resposta
A reação global na titulação é:
O agente oxidante é o dicromato (
) e o agente redutor é o ferro (
). A constante de equilíbrio e o potencial no ponto de equivalência não puderam ser determinados com os dados fornecidos.