1. Calcule E0 para o processo AgIO3(s) e 8 Ag(s) IO3 (b) Utilize a notação simplificada para descrever uma célula, que consiste em um eletrodo de referência de calomelano saturado e um eletrodo indicador de prata, que poderia ser empregada para medir pIO3. (c) Desenvolva uma equação que relacione o potencial da célula descrita em (b) para pIO3. d) Calcule pIO3 se a célula do item (b) apresentasse um potencial de 0,294 V

Passo 1

Nesta tarefa, precisamos calcular E° para a reação dada. Então, precisamos escrever uma notação e uma equação da célula. Por último, precisamos calcular o p I O 3 da célula.

  1. Podemos calcular E° da célula usando uma equação de Nernst:
  2. E = E ° - 0.0592 n log ⁡ p r o d u t o s r e a g e n t e s

    onde E é o potencial da célula, E° é o potencial padrão da célula, n é o número de elétrons transferidos, [produtos] são concentrações de produtos elevados a uma potência de seus coeficientes estequiométricos, e [reagentes] são concentrações de reagentes elevadas a uma potência de seus coeficientes estequiométricos.

    Como podemos ver pela reação, A g + é reduzido a Ag sólido. Reescreva a reação de redução e encontre seu potencial padrão de redução no Apêndice 5:

    A g + a q + e - ⇌ A g s   E ° = 0.799   V

    Como podemos ver, E° é 0.799 V e o número de elétrons transferidos é 2.

    Agora podemos inserir os dados da reação anterior na equação de Nernst:

    Como as concentrações de sólidos e líquidos puros são constantes, não precisamos incluir Ag sólido no termo do logaritmo:

    Passo 2

    Observe que precisamos calcular a concentração de A g + . Para fazer isso, podemos usar a constante do produto de solubilidade de A g I O 3 para expressar a concentração de A g + . A constante pode ser encontrada no Apêndice 3.

    Lembre-se de que a constante do produto de solubilidade é uma constante de equilíbrio para uma espécie sólida dissolvida em uma solução aquosa. É igual ao produto da concentração de íons elevada pela potência de seus coeficientes estequiométricos. A equação geral para calculá-lo é:

    K s p = A a B b

    onde A é o cátion da espécie, a é o coeficiente estequiométrico do cátion, B é o ânion da espécie e b é o coeficiente estequiométrico do ânion.

    Agora podemos escrever a constante do produto de solubilidade de A g I O 3 usando a equação geral:

    K s p ​ = A g + I O 3 ​ -

    Se assumirmos que a concentração de I O 3 - é constante ( I O 3 - = 1 ), valor reverso de A g + concentração é:

    1 A g + = 1 K s p

    Observando o Apêndice 3, a constante do produto de solubilidade de A g I O 3 é 3.1 ∙ 10 - 8 então a concentração inversa de A g + é:

    1 [ A g + ] = 1 3.1 ∙ 10 - 8

    Agora podemos inserir a concentração calculada na equação de Nernst e calcular o potencial da célula:

    O potencial da célula é:

    E = 0.354   V

  3. Nesta tarefa, precisamos descrever uma célula usando uma notação se a célula consiste em um eletrodo de calomelano saturado e um eletrodo indicador de prata.
  4. A notação geral de uma célula para análise potenciométrica é:

    e l e t r o d o   d e   r e f e r ê n c i a   ∣   p o n t e   s a l i n a   ∣   s o l u ç ã o   d e   a n a l i t o   ∣   e l e t r o d o   i n d i c a d o r

    Para nossa tarefa, eletrodo de referência é um eletrodo de calomelano padrão (ECP), a solução de analito consiste em I O 3 e solução saturada de A g I O 3 , e eletrodo indicador é o eletrodo de prata.

    Agora podemos escrever uma notação para a tarefa b):

    E C P I O 3 - M a q ,   A g I O 3 s H g s

  5. Nesta tarefa, precisamos escrever uma equação que defina o potencial da notação da tarefa b). Para fazer isso, podemos usar a equação 21-1 que leva em consideração o potencial de dois eletrodos na célula:
  6. E = E i n - E r e f

    A Equação 21-1 para nossa tarefa é:

    E = E A g I O 3 - E E C P

    onde E A g I O 3 é o potencial do eletrodo de prata e E E C P é o potencial do eletrodo de calomelano padrão.

    Primeiro, podemos calcular o potencial de A g I O 3 célula. A equação de Nernst para isso é:

    E A g I O 3 = E ° A g I O 3 - 0.0592 1 log ⁡ [ I O 3 - ] A g I O 3

    Lembre-se de que as concentrações de sólidos e líquidos puros são constantes, portanto não precisamos incluir A g I O 3 na equação de Nernst. Além disso, calculamos E A g I O 3 0 na tarefa a).

    Potencial do indicador A g I O 3 eletrodo é:

    E A g I O 3 = 0.354 - 0.0592 log ⁡ I O 3 -

    Lembre-se que p I O 3 pode ser calculado a partir de [ I O 3 ] desta forma:

    p I O 3 = - log ⁡ I O 3 -

    Se substituirmos o termo de logaritmo por p I O 3 , a equação para calcular o potencial de A g I O 3 é

    O potencial do ECP pode ser encontrado no Apêndice 5 em mercúrio em KCl saturado:

    E E C P = 0.244   V

    Passo 3

    Agora podemos inserir o potencial de dois eletrodos na equação 21-1:

    E = E A g I O 3 - E E C P

    E = 0.354 + 0.0592 p I O 3 - 0.244

    Se subtrairmos dois valores potenciais, obtemos:

    E = 0.354 - 0.244 + 0.0592 p I O 3

    E = 0.110 + 0.0592 p I O 3

    Para obter uma equação para p I O 3 , inverta o lado esquerdo e direito da etapa anterior:

    0.110 + 0.0592 p I O 3 = E

    Coloque 0,110 no lado direito:

    0.0592 p I O 3 = E - 0.110

    E divida a equação por 0,0592:

    p I O 3 = E - 0.110 0.0592

  7. Por fim, precisamos calcular p I O 3 da célula se o potencial for 0,294 V. Basta inserir o valor do potencial na equação da tarefa c):

Resposta

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