Uma solução contendo
foi analisada voltametricamente empregando-se o método da adição de padrão. 10 mL da solução desconhecida desaerada contendo a amostra e 1
mol
de
produz uma corrente de
(em um potencial
vs
). Posteriormente, com a adição de
de uma solução padrão
de
, a mistura resultante produziu uma corrente de
. Calcule a concentração do
na amostra.
mol
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma solução com íons
que foi analisada usando voltametria pelo método da adição de padrão. A ideia é descobrir qual é a concentração de
na amostra desconhecida. Para isso, vamos precisar entender como funciona o método da adição de padrão e usar os valores de corrente que foram medidos antes e depois de adicionar um padrão conhecido.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é o método da adição de padrão. Esse método é super útil para determinar a concentração de um analito (nesse caso,
) em uma amostra desconhecida. A gente adiciona um volume conhecido de uma solução padrão com concentração conhecida do analito à amostra e mede a corrente resultante. A partir daí, dá para calcular a concentração original na amostra.
A relação entre as correntes e as concentrações pode ser expressa pela seguinte equação:
Onde:
-
é a corrente medida após a adição do padrão. -
é a corrente da amostra original. -
é a corrente devido ao padrão adicionado.
Passo 3
Vamos agora aplicar os valores fornecidos no problema à nossa equação.
Temos:
- Corrente da amostra (
) = 1,67 μA - Corrente total após adição (
) = 5,48 μA - Volume da amostra (
) = 10 mL - Volume do padrão adicionado (
) = 5,00 mL - Concentração do padrão (
) = mol/L
Primeiro, vamos encontrar a corrente devido ao padrão:
Agora, sabemos que a corrente é proporcional à concentração. Então:
Rearranjando para encontrar
:
Passo 4
Vamos substituir os valores na equação:
Calculando passo a passo:
- Multiplicando numerador:
- Multiplicando denominador:
- Dividindo:
Resposta
A concentração de
na amostra desconhecida é aproximadamente
mol/L.