2 Cr2 O7^2-+3 C2 H5 OH+16 H^+ <=ftharpoons 4 Cr^3++11 H2 O+3 CH3 COOH
As semirreações são:
ll Cr2 O7^2-+6 e^-+14 H^+ <=ftharpoons 2 Cr^3++7 H2 O & E^0=1,330 V CH3 COOH+4 H^++4 e^- <=ftharpoons CH3 CH2 OH+H2 O & E^0=0,050 V
Ainda que a constante de equilíbrio dessa reação seja elevadíssima ( log K=259,5 ), 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 40^circ C 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 1 0 , 0 0 mL de uma solução

0 , 1 5 0 mol / L de etanol com dicromato 0 , 1 0 0 mol / L em pH 0, 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:
Mols = Concentração times Volume çã
Convertendo o volume de mL para L:
10,00 , mL = 0,01000 , L
Então:
Mols de etanol = 0,150 , mol/L times 0,01000 , L = 0,00150 , mol

Passo 3

Agora, olhando para a equação balanceada da reação:
2 Cr2 O7^2- + 3 C2 H5 OH + 16 H^+ <=ftharpoons 4 Cr^3+ + 11 H2 O + 3 CH3 COOH
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:
Mols de dicromato = ( 23 ) times 0,00150 , mol = 0,00100 , mol

Passo 4

Agora, determinamos o volume de dicromato necessário para fornecer esses 0,00100 mol:
Volume = MolsConcentração = 0,00100 , mol0,100 , mol/L = 0,0100 , L = 10,00 , mL çã
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:
  1. Redução do dicromato:
Cr2 O7^2- + 6 e^- + 14 H^+ <=ftharpoons 2 Cr^3+ + 7 H2O E^0 = 1,330 , V
  1. Oxidação do etanol:
C2H5OH <=ftharpoons CH3COOH + 4 H^+ + 4 e^- E^0 = -0,050 , V
A diferença de potencial padrão (ΔE°) é:
ΔE° = E^0cátodo - E^0ânodo = 1,330 , V - (-0,050 , V) = 1,380 , V áâ
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.

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