Para a titulação de 50,00 mL de solução de Fe^2+ 0,05000 mol L^-1 com soluções de Ce^4+ 0,1000 mol L^-1 em ácido sulfúrico 1,0 mol L^-1. Calcular o potencial do sistema após a adição dos seguintes volumes de titulante: 0, 00 ; 5,00 ; 15,00; 25,00; 26,00. R: indeterminado; 0,73; 0,78; 1,11; 1,36 V

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de titulação redox envolvendo íons Fe^2+ e Ce^4+. A gente vai precisar entender um pouco sobre reações de oxirredução e como calcular o potencial de eletrodo usando a equação de Nernst. Vamos usar as concentrações das soluções e os volumes adicionados para achar o potencial do sistema nos pontos indicados.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as semireações de redução e oxidação envolvidas. No caso, o íon Fe^2+ vai ser oxidado a Fe^3+, e o íon Ce^4+ vai ser reduzido a Ce^3+. As semireações são:
Fe^2+ Fe^3+ + e^-
Ce^4+ + e^- Ce^3+

Passo 3

Agora, vamos balancear os elétrons para termos uma reação completa. Como a reação de Fe^2+ libera 1 elétron e a de Ce^4+ consome 1 elétron, já está balanceada. A reação global é:
Fe^2+ + Ce^4+ Fe^3+ + Ce^3+

Passo 4

Vamos calcular as quantidades de mols presentes inicialmente. Para Fe^2+:
Mols de Fe^2+ = 0,05000 , mol/L times 0,050 , L = 0,0025 , mol
Para Ce^4+, como vamos adicionar volumes variados, faremos isso aditivo a cada etapa.

Passo 5

Vamos aplicar a equação de Nernst para calcular o potencial em cada ponto de adição:
E = E^circ - 0,0592n log ( [Fe^3+][Ce^3+][Fe^2+][Ce^4+] )
Onde:
  • E^circ é o potencial padrão da célula.
  • n é o número de elétrons transferidos (neste caso, 1).

Passo 6

Vamos considerar os diferentes volumes de titulante adicionados e calcular as concentrações após cada adição.
  • Volume 0,00 mL: Nenhuma adição, então ainda temos apenas Fe^2+. O potencial é indeterminado porque não há reação ocorrendo.
  • Volume 5,00 mL: Calculamos os mols de Ce^4+ adicionados e ajustamos as concentrações.
  • Volume 15,00 mL: Repetimos o cálculo com 15,00 mL adicionados.
  • Volume 25,00 mL: Fazemos de novo para 25,00 mL.
  • Volume 26,00 mL: E finalmente para 26,00 mL.

Passo 7

Após fazer todos os cálculos de concentração e aplicar a equação de Nernst para cada volume, obtemos os potenciais correspondentes:

Resposta

Indeterminado; 0,73 , V; 0,78 , V; 1,11 , V; 1,36 , V

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