As semirreações são:
Ainda que a constante de equilíbrio dessa reação seja elevadíssima (
), a cinética não é favorável para a titulação. Por isso, uma estratégia é a titulação de retorno, adicionando-se uma quantidade de matéria conhecida de dicromato (maior que a quantidade de etanol, respeitando-se a estequiometria da reação), levando ao banho-maria a
por uns 10 minutos e, finalmente, titulandose o excesso de dicromato não reagido com uma solução padrão de ferro II usando difenilamina sulfonato de bário como indicador. Outra estratégia é o uso da titulação indireta, adicionando-se também uma quantidade conhecida de dicromato maior que a do etanol, deixando reagir e, em seguida, adicionando-se um excesso de iodeto, formando-se iodo, na proporção estequiométrica do excesso de dicromato não reagido. Finalmente, titula-se o iodo com uma solução padrão de tiossulfato de sódio, usando amido como indicador.
Desconsiderando o explicado acima e fazendo uso da titulação direta de
de uma solução
de etanol com dicromato
, determine o potencial no ponto de equivalência.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você está trabalhando com uma titulação direta onde temos 10,00 mL de uma solução de etanol (C₂H₅OH) com concentração de 0,150 mol/L sendo titulada com dicromato de potássio (K₂Cr₂O₇) com concentração de 0,100 mol/L em meio ácido (pH 0). O objetivo aqui é determinar o potencial (ou seja, a diferença de potencial elétrico) no ponto de equivalência da titulação. Para resolver isso, vamos precisar entender as reações redox envolvidas e aplicar a Equação de Nernst para calcular o potencial.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quantos mols de etanol temos na solução inicial. Usamos a fórmula:
Convertendo o volume de mL para L:
Então:
Passo 3
Agora, olhando para a equação balanceada da reação:
Vemos que 3 mols de etanol reagem com 2 mols de dicromato. Então, a relação molar é de 2:3 para dicromato:etanol. Vamos calcular quantos mols de dicromato são necessários para completar a reação:
Passo 4
Agora, determinamos o volume de dicromato necessário para fornecer esses 0,00100 mol:
Isso significa que no ponto de equivalência, adicionamos 10,00 mL de dicromato.
Passo 5
Para encontrar o potencial no ponto de equivalência, usamos a Equação de Nernst. Primeiro, identificamos as semirreacções e seus potenciais padrão:
- Redução do dicromato:
- Oxidação do etanol:
A diferença de potencial padrão (ΔE°) é:
Como estamos no ponto de equivalência, a reação está balanceada e o potencial pode ser estimado como o potencial padrão da célula. Portanto, o potencial no ponto de equivalência é aproximadamente 1,38 V.
Resposta
O potencial no ponto de equivalência da titulação direta é aproximadamente 1,38 V.