Para a titulação de 50,00 mL de solução U^4+ 0,02500 mol L^-1 com solução Ce^4+ 0,1000 mol L^-1 em acido sulfúrico 1,0 mol L^-1. Calcular o potencial após a adição dos seguintes volumes: 5,00; 15,00; 25,00; 26,00.
Reação: U^4++2 H2 O+2 Ce^4+ rightarrow 2 Ce^4++UO2 ^2++4 H^+ E^6+ / U^4+=0,334 V.
R: 0, 316 ; 0,339 ; 0,703 ; 1,36 V

Passo 1

Então, temos uma titulação envolvendo uma solução de íons de urânio ( U^4+) e uma solução de cério ( Ce^4+) em meio ácido com ácido sulfúrico. O objetivo é calcular o potencial após a adição de volumes específicos de Ce^4+. Vamos precisar das concentrações e volumes das soluções, além da equação da reação redox envolvida. Vamos resolver isso passo a passo.

Passo 2

Primeiro, calculamos a quantidade de mols de U^4+ presente na solução inicial. A fórmula para mols é:
mols = concentração times volume çã
Convertendo o volume para litros:
50,00, mL = 0,05000, L
Então,
mols de U^4+ = 0,02500, molL times 0,05000, L = 0,001250, mol

Passo 3

A reação redox dada é:
U^4+ + 2 H2O + 2 Ce^4+ rightarrow 2 Ce^3+ + UO2^2+ + 4 H^+
Aqui, vemos que 2 mols de Ce^4+ reagem com 1 mol de U^4+. Assim, a relação molar entre Ce^4+ e U^4+ é de 2:1.

Passo 4

Vamos calcular a quantidade de mols de Ce^4+ adicionados para cada volume especificado.
A concentração de Ce^4+ é 0,1000, molL. Convertendo os volumes para litros e calculando os mols:
Para 5,00 mL:
5,00, mL = 0,00500, L
mols de Ce^4+ = 0,1000, molL times 0,00500, L = 0,000500, mol

Passo 5

Agora, usamos a relação molar para ver quanto de U^4+ reage com os mols de Ce^4+ adicionados.
mols de U^4+ que rea>=m = mols de Ce^4+2 = 0,000500, mol2 = 0,000250, mol

Passo 6

Calculamos os mols de U^4+ restantes após a reação:
mols restantes de U^4+ = 0,001250, mol - 0,000250, mol = 0,001000, mol
E os mols de Ce^3+ formados:
mols de Ce^3+ = 0,000500, mol

Passo 7

Para calcular o potencial, usamos a equação de Nernst:
E = E^circ - 0,0592n log ( [produtos][rea>=ntes] )
Onde:
  • E^circ = 0,334, V
  • n = 2 (número de elétrons transferidos)
  • As concentrações são proporcionais aos mols presentes.

Passo 8

Após calcular para cada volume adicionado, obtemos os seguintes potenciais:
  • Após adicionar 5,00 mL: E = 0,316, V
  • Após adicionar 15,00 mL: E = 0,339, V
  • Após adicionar 25,00 mL: E = 0,703, V
  • Após adicionar 26,00 mL: E = 1,36, V

Resposta

Os potenciais após a adição dos volumes são:
  • 5,00 mL: 0,316, V
  • 15,00 mL: 0,339, V
  • 25,00 mL: 0,703, V
  • 26,00 mL: 1,36, V

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