Uma solução de arsenito de concentração exatamente conhecida ( 5,00 times 10^-3 mol^-1 ) foi titulada com I2 gerado eletroquimicamente em um experimento coulométrico a corrente constante.
Qual é o valor da corrente sabendo-se que o ponto de equivalência para a 100,0 mL de amostra foi atingido após 4,00 minutos?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre uma titulação coulométrica, onde usamos corrente elétrica para gerar iodo ( I2) e titular uma solução de arsenito com concentração conhecida de 5,00 times 10^-3 , mol/L. Nosso objetivo aqui é descobrir qual foi a corrente elétrica utilizada nesse processo, sabendo que a equivalência foi atingida em 4,00 minutos para 100,0 mL da amostra.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é titulação coulométrica. É uma técnica onde usamos uma corrente elétrica para gerar uma espécie química que reagirá completamente com o analito na amostra. No nosso caso, a corrente está sendo usada para gerar I2, que vai reagir com o arsenito.

Passo 3

Vamos calcular a quantidade de mols de arsenito ( AsO3^3-) presente na amostra. Sabemos que a concentração é 5,00 times 10^-3 , mol/L e o volume é 100,0 mL, que é igual a 0,100 L. Então:
Mols de AsO3^3- = Concentração times Volume = 5,00 times 10^-3 , mol/L times 0,100 , L = 5,00 times 10^-4 , mol çã

Passo 4

Agora, precisamos entender a reação entre o arsenito e o iodo. A equação balanceada é:
AsO3^3- + 3 , I2 + 3 , H2O As^3+ + 6 , I^- + 6 , H^+
Isso mostra que 1 mol de AsO3^3- reage com 3 mols de I2.

Passo 5

Vamos calcular a quantidade de mols de I2 necessária:
Mols de I2 = 3 times Mols de AsO3^3- = 3 times 5,00 times 10^-4 , mol = 1,50 times 10^-3 , mol

Passo 6

Sabemos que a quantidade de carga elétrica ( Q) necessária para gerar os mols de I2 está relacionada pelos elétrons transferidos na reação. A reação de formação de I2 a partir de I^- envolve a transferência de 2 elétrons por molécula de I2:
2 , I^- I2 + 2 , e^-
Então, para cada mol de I2, precisamos de 2 mols de elétrons.

Passo 7

Calculamos o total de mols de elétrons necessários:
Mols de elétrons = 2 times Mols de I2 = 2 times 1,50 times 10^-3 , mol = 3,00 times 10^-3 , mol é

Passo 8

Agora, usamos a relação entre carga elétrica, mols de elétrons e a constante de Faraday ( F = 96485 , C/mol):
Q = Mols de elétrons times F = 3,00 times 10^-3 , mol times 96485 , C/mol = 289,455 , C é

Passo 9

Sabemos que a carga elétrica Q também é igual à corrente ( I) multiplicada pelo tempo ( t). O tempo dado é 4,00 minutos, que precisamos converter para segundos:
t = 4,00 , min times 60 , s/min = 240 , s
Então:
Q = I times t Rightarrow I = Qt = 289,455 , C240 , s approx 1,206 , A

Resposta

A corrente utilizada foi de aproximadamente 1,21 , A.

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