Uma solução de 20,0 mL de em HCl 1 M foi titulada com para dar . Calcule o potencial (versus SCE) nos seguintes volumes de: , e 12,00 mL. Esboce a curva de titulação.

Passo 1

Beleza, vamos ver o que a questão tá pedindo. Temos uma solução de 20,0 mL de íons com concentração em ácido clorídrico (HCl) 1 M. Essa solução foi titulada com com concentração . A reação forma e . Precisamos calcular o potencial (em relação ao SCE) para vários volumes de adicionados e desenhar a curva de titulação. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria e de eletroquímica, aplicando a Equação de Nernst.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantos mols de temos na solução inicial. A fórmula para isso é:
çã
Convertendo o volume para litros:
Então:

Passo 3

Agora, para cada volume de adicionado, vamos calcular os mols correspondentes. A concentração de é . A fórmula é a mesma:
Vamos calcular para cada volume dado:
  1. 0,100 mL:
  1. 1,00 mL:
E assim por diante para os demais volumes…

Passo 4

A reação que está acontecendo é:
Isso significa que 1 mol de reage com 2 mols de . Vamos verificar em cada caso se temos excesso de ou .
Por exemplo, para 0,100 mL de :
á
Como temos , ainda não usamos todo o .

Passo 5

Agora, vamos aplicar a Equaç��o de Nernst para calcular o potencial. A Equação de Nernst é:
Onde:
  • é o potencial,
  • é o potencial padrão da reação,
  • é o número de elétrons transferidos,
  • é o quociente de reação.
Assumindo que conhecemos , vamos calcular com base nas concentrações dos íons.

Passo 6

Calculando para cada situação:
Dependendo do volume de adicionado, ajustamos as concentrações de e .
Vamos fazer isso para cada volume:
  1. 0,100 mL:
    • Mols de adicionados:
    • Mols de que reagiram:
    • Mols restantes de :
    • Mols de formados:
    • Concentrações:
      • ultrapassado, agora temos
  2. 1,00 mL:
    • Mols de adicionados:
    • Mols de que reagiram:
    • Mols restantes de :
    • Mols de formados:
    • Concentrações:
E assim por diante para os demais volumes…

Passo 7

Após calcular as concentrações para cada volume, substituímos esses valores na Equação de Nernst para encontrar o potencial .
Por exemplo, para 0,100 mL:
Fazemos isso para todos os volumes para obter os potenciais correspondentes.

Passo 8

Com os potenciais calculados para cada volume de , plotamos a curva de titulação, colocando o volume de no eixo x e o potencial no eixo y. Essa curva vai mostrar como o potencial varia à medida que adicionamos mais titulante, revelando o ponto de equivalência onde a quantidade de é exatamente suficiente para reagir com todo o presente.

Resposta

Após seguir os passos acima, calculamos os potenciais correspondentes para cada volume de adicionado e esboçamos a curva de titulação que mostra a variação do potencial em função do volume de titulante. A curva apresenta uma mudança significativa no potencial próximo ao ponto de equivalência, característico de uma titulação redox bem realizada.

Exercícios relacionados

Explique o que queremos dizer com pré-oxidação e pré-redução.
Descreva brevemente: a) oxidação. b) Redução. b) Equação de Nernst. c) potencial do eletrodo.
Marie Cure dissolveu de e tratou com excesso de para precipitar de AgCl . Em seu tempo (1900), a massa atômica da Ag era conhecida como sendo 107,8 e a do Cl foi de 35,4. A partir desses valores, encontre a massa atômica de Ra que Marie Curie teria calculado. .
Uma solução de contendo NaBr foi tratada com excesso de para precipitar 0,214 de AgBr (FM 187.772). Qual é a molaridade do NaBr na solução? .