Foi adicionado à célula coulométrica 10,0 ml de solução de H3 AsO3 3,88 times 10^-3 mol L^-1, 25 ml de solução de bicarbonato 10 %, 80 ml de água destilada e 1 ml de solução de amido. Conectou-se os eletrodos aos pólos adequados da fonte de corrente constante, adicionando solução de Na2 SO4 0,5 mol L^-1 e algumas gotas de fenolftaleína ao cilindro protetor. Ligou o agitador e inicia-se a eletrólise usando corrente de 20 mA . Observou-se o aparecimento de coloração levemente azul, persistente após 5 minutos de eletrólise. Determine a corrente fornecida pelo aparelho. (PM H3 AsO3=277,3 g mol^-1)
Dado: H3 AsO3+H2 O H3 AsO4+2 H^++2 e^-

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado fala sobre uma célula coulômétrica onde foram misturados vários componentes químicos e iniciada uma eletrólise com uma corrente constante. Nosso objetivo é determinar a corrente fornecida pelo aparelho. Para isso, vamos precisar aplicar conceitos de eletroquímica, especialmente sobre quantidade de carga e reações de oxidação/redução.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar a reação que está ocorrendo na célula. Temos a reação fornecida:
H3AsO3 + H2O H3AsO4 + 2H^+ + 2e^-
Essa reação mostra que 1 mol de ácido arsenioso ( ) gera 2 mols de elétrons ( ). Isso significa que para cada mol de oxidado, temos 2 mols de elétrons envolvidos.

Passo 3

Vamos calcular a quantidade de matéria de 10,0 mL = 0,010 L presente na solução. Sabemos que temos 10,0 mL dessa solução com concentração de n = C times V = 3,88 times 10^-3 molcdot L^-1 times 0,010 L = 3,88 times 10^-5 mol .
Primeiro, convertendo o volume para litros:
Agora, calculamos a quantidade de mols:

Passo 4

Com a quantidade de mols de 2 mol e^- para cada 1 mol H3AsO3 , podemos determinar a quantidade de elétrons gerados:
ne^- = 2 times 3,88 times 10^-5 mol = 7,76 times 10^-5 mol e^-
Portanto:

Passo 5

Agora, vamos calcular a carga total ( Q = n times F = 7,76 times 10^-5 mol times 96485 Ccdot mol^-1 approx 7,48 C ) associada a esses elétrons. Usamos a constante de Faraday ( ):

Passo 6

Sabemos que a eletrólise durou 5 minutos. Vamos converter esse tempo para segundos:
5 min = 5 times 60 s = 300 s
Usando a relação entre carga, corrente e tempo:
Q = I times t Rightarrow I = Qt = 7,48 C300 s approx 0,025 A = 25 mA

Resposta

A corrente fornecida pelo aparelho é de aproximadamente .

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