Uma solução de arsenito de concentração exatamente conhecida (
) foi titulada com
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?
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 (
) e titular uma solução de arsenito com concentração conhecida de
. 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
, que vai reagir com o arsenito.
Passo 3
Vamos calcular a quantidade de mols de arsenito (
) presente na amostra. Sabemos que a concentração é
e o volume é 100,0 mL, que é igual a 0,100 L. Então:
Passo 4
Agora, precisamos entender a reação entre o arsenito e o iodo. A equação balanceada é:
Isso mostra que 1 mol de
reage com 3 mols de
.
Passo 5
Vamos calcular a quantidade de mols de
necessária:
Passo 6
Sabemos que a quantidade de carga elétrica (
) necessária para gerar os mols de
está relacionada pelos elétrons transferidos na reação. A reação de formação de
a partir de
envolve a transferência de 2 elétrons por molécula de
:
Então, para cada mol de
, precisamos de 2 mols de elétrons.
Passo 7
Calculamos o total de mols de elétrons necessários:
Passo 8
Agora, usamos a relação entre carga elétrica, mols de elétrons e a constante de Faraday (
):
Passo 9
Sabemos que a carga elétrica
também é igual à corrente (
) multiplicada pelo tempo (
). O tempo dado é 4,00 minutos, que precisamos converter para segundos:
Então:
Resposta
A corrente utilizada foi de aproximadamente
.