Considere a titulação de uma solução
de
com uma solução 0,1000 M de
em meio
0,5M:
Calcule o potencial do sistema após a adição de 20,0 ml de titrante, no ponto de equivalência e após a adição de
da solução titulante. R- 0,66 v; 1,08 v; 1,34 v.
Passo 1
Vamos começar entendendo o que está acontecendo aqui. Temos uma titulação entre uma solução de íons ferro (
) e uma solução de íons cério (
) em meio ácido de ácido sulfúrico (
) a 0,5 M. O objetivo é calcular o potencial elétrico do sistema após a adição de diferentes volumes da solução titulante (
).
Para resolver isso, vamos precisar entender as reações de oxidação e redução envolvidas, os potenciais padrão das semirreações e aplicar a Equação de Nernst para encontrar o potencial do sistema em diferentes pontos da titulação.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as semirreações de redução envolvidas na titulação:
-
Redução do Cério:O potencial padrão para essa semirreação é
. -
Oxidação do Ferro:O potencial padrão para essa semirreação é
.
Passo 3
Em uma titulação redox, no ponto de equivalência ocorre a completa oxidação do
para
pela redução de
para
. O potencial no ponto de equivalência pode ser calculado combinando as semirreações.
A diferença de potencial entre as duas semirreações nos dá o potencial da célula:
Passo 4
Utilizando a Equação de Nernst, podemos calcular o potencial em diferentes volumes adicionados. A Equação de Nernst é:
onde:
-
é o potencial da célula, -
é o potencial padrão da célula, -
é o número de elétrons transferidos, -
é o quociente de reação.
Passo 5
Após a adição de 20,0 mL de
a 0,1000 M, ainda não atingimos o ponto de equivalência. Podemos calcular a concentração dos íons presentes e aplicar a Equação de Nernst para encontrar o potencial.
Passo 6
No ponto de equivalência, o número de mols de
adicionados é igual ao número de mols de
inicialmente presentes. Calculamos o potencial usando os valores de equilíbrio das semirreações.
Passo 7
Após a adição de 101,0 mL da solução titulante, já passamos do ponto de equivalência. O excesso de
determina o potencial do sistema. Novamente, aplicamos a Equação de Nernst considerando o excesso de reagente.
Resposta
Os potenciais calculados são:
- Após a adição de 20,0 mL de titrante: 0,66 V
- No ponto de equivalência: 1,08 V
- Após a adição de 101,0 mL da solução titulante: 1,34 V