Considere a eletrolise de uma solução de , em meio de mol . a) Qual seria o potencial catódico em que se iniciaria a descarga do íon , considerando que está sendo utilizado um eletrodo de platina platinizada e que a corrente empregada na eletrólise tem uma densidade de . Sabe-se que haverá no catodo uma sobrevoltagem de . b) qual seria a concentração do íon na solução quando se iniciasse a evolução de .
As semi-reações envolvidas são

Passo 1

Primeiro, vamos entender o enunciado. Temos uma solução contendo de e de . Queremos descobrir duas coisas:
a) O potencial catódico necessário para iniciar a descarga do íon .
b) A concentração do íon quando começar a evoluir .
Vamos precisar usar as semi-reações fornecidas e considerar a sobrevoltagem no cátodo.

Passo 2

Vamos começar pelo item a). Para encontrar o potencial catódico onde a descarga de ocorre, precisamos considerar a reação de redução dos íons e .
As semi-reações são:
A descarga de começará quando o potencial aplicado for suficiente para que a redução de seja mais favorável que a de .

Passo 3

Além disso, temos uma sobrevoltagem de no cátodo. A sobrevoltagem é a diferença entre o potencial teórico e o real necessário para que a reação ocorra devido a impedimentos como a resistência do eletrodo.
Portanto, o potencial efetivo no cátodo será:
ó
ó

Passo 4

Agora, para determinar quando a descarga de começa a ocorrer, precisamos que o potencial aplicado seja igual ao potencial necessário para reduzir .
Como tem um potencial mais alto ( ), inicialmente a redução de será preferida. Quando o potencial aplicado alcançar , a redução de começará a competir com a de .

Passo 5

Portanto, o potencial catódico necessário para iniciar a descarga do íon é de .

Passo 6

Agora, vamos para o item b). Queremos encontrar a concentração de na solução quando começa a evoluir . Isso significa que precisamos descobrir a concentração em que a redução de se torna competitiva com a de .

Passo 7

Utilizaremos a equação de Nernst para relacionar os potenciais com as concentrações dos íons. A equação de Nernst para a redução de é:

Passo 8

Sabemos que a redução de começa a ocorrer quando:
ó

Passo 9

Resolvendo a equação acima para :

Resposta

b) A concentração de quando começa a evoluir é aproximadamente .

Exercícios relacionados

A curva analítica para a determinação de dopamina em um eletrodo de nanoagulha por meio de voltametria de pulso diferencial foi construída a partir dos seguintes dados:
Concentração de dopamina, Corrente de pico, nA
0,093 0,66
0,194 1,31
0,400 2,64
0,596 4,51
0,991 5,97
a) Esboce a curva analítica e escreva a equação que descreve a faixa linear de resposta do método.
b) Determine a concentração de dopamina na amostra em , sabendo-se que a mesma foi preparada da seguinte forma: 50 ml de amostra de dopamina foi diluída num balão de 250 ml . A medida foi feita numa célula eletroquímica de 10 mL com sistema de 3 eletrodos e produziu uma corrente de pico de 3,65 nA.
Uma alíquota de 2,00 mL de uma amostra de soro fisiológico foi transferida para um béquer e foram adicionados de água. Procedeu-se com a titulação com , obtendo-se os dados a seguir:
Volume
0,00 55
1,00 54
2,00 53
3,00 52
4,00 51
5,00 57
6,00 63
7,00 69
8,00 75
9,00 81
a) Esboce a curva de titulação e determine a concentração de NaCl na amostra de soro em .
b) Se houvesse no soro fisiológico além de , a titulação poderia ser realizada mesmo assim? O que aconteceria com o formato da curva? O volume do ponto final aumentaria ou diminuiria?. Justifique. Dados:
Preencha a tabela abaixo conforme o exemplo resolvido na primeira linha:
Complexo Espécie Central / Nox Número de Coordenação <br> (NC)
:—: :— :—
Escreva a expressão de para a reação abaixo.
a)