Um eletrodo íon-seletivo para Ca^2+ foi desenvolvido e os estudos levaram a seguinte resposta: E1= 0,112 - 0,0289pCa. Este eletrodo foi introduzido em uma solução registrando-se o potencial de 0,063 V contra ECS ( EEcs=0,244 V ). Calcule a concentração de cálcio (considere Ej=0,006 V ).

Passo 1

Vamos resolver um exercício de eletroquímica onde precisamos encontrar a concentração de íons de cálcio ( Ca^2+) em uma solução. Para isso, vamos usar a resposta de um eletrodo íon-seletivo desenvolvido especificamente para Ca^2+. Vamos precisar entender como relacionar os potenciais elétricos medidos com a concentração de cálcio usando a equação fornecida pelo eletrodo.

Passo 2

Primeiro, vamos analisar a equação de resposta do eletrodo que foi dada:
E1 = 0,112 - 0,0289, pCa
Aqui, E1 é o potencial medido pelo eletrodo, e pCa é o logaritmo negativo da concentração de cálcio, definido como:
pCa = -log [Ca^2+]
Nossa missão é encontrar [Ca^2+], a concentração de cálcio na solução.

Passo 3

O problema também nos dá o potencial medido na solução, que é 0,063, V contra o eletrodo de referência ECS, cujo potencial é EEcs = 0,244, V. Além disso, precisamos considerar o potencial de junção Ej = 0,006, V.

Passo 4

Para relacionar esses potenciais, usamos a seguinte equação:
Etotal = E1 - EEcs - Ej
Substituindo os valores conhecidos:
0,063 = E1 - 0,244 - 0,006

Passo 5

Agora, vamos isolar E1:
E1 = 0,063 + 0,244 + 0,006 = 0,313, V

Passo 6

Com o valor de E1 encontrado, substituímos na equação de resposta do eletrodo para encontrar pCa:
0,313 = 0,112 - 0,0289, pCa
Resolvendo para pCa:
0,313 - 0,112 = -0,0289, pCa 0,201 = -0,0289, pCa pCa = 0,201-0,0289 approx 6,95

Resposta

A concentração de cálcio na solução é aproximadamente [Ca^2+] approx 1,1 times 10^-7, mol/L.

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