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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 22.Questões e Problemas - Ex. 38

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Passo 1

Nesta tarefa, precisamos construir uma curva de titulação coulométrica.

Na análise química, a determinação coulométrica é realizada por titulação coulométrica: uma reação eletroquímica produz primeiro um titulante, uma substância que reage quimicamente imediatamente com o analito. A quantidade de titulante gerada é proporcional à quantidade de analito e é determinada, de acordo com a lei de Faraday, a partir da intensidade da corrente (ou potencial) e do tempo necessário para completar a titulação:

Q = I * t

A lei de Faraday relaciona o número de mols do analito à carga:

n = (Q)/(n * F)

onde n é o número de mols de elétrons na semirreação do analito e FF é a constante de Faraday que é igual a 96485 C/mol.

Temos três pontos:

  • antes do ponto de equivalência
  • no ponto de equivalência
  • após o ponto de equivalência

Passo 2

Temos titulação de 100 mL de um 1 M H_2 S O_2 solução contendo Fe(II) titulada com Ce(IV) gerada a partir de 0,075 M Ce(III).

A reação é:

Primeiro precisamos calcular o tempo correspondente ao ponto de equivalência.

O tempo pode ser calculado usando os mols de F e^(2 +) , constante de Faraday e corrente:

t_e q = (n (F e^(2 +)) F)/(I) = (0.05182 m m o l * 96485)/(20 m A) = 250 s

Agora, colocamos o tempo correspondente ao ponto de equivalência e dez valores de tempo antes do ponto de equivalência e dez vezes após o ponto de equivalência:

Agora calculamos a carga usando a corrente e o tempo:

Q = I * t

Colocamos essa fórmula na célula B7 e copiamos para B8 a B28:

Antes do ponto de equivalência

Calculamos a concentração de F e^(2 +) e F e^(3 +) íons usando a seguinte equação:

c = (Q)/(F * n)

[F e^(3 +)] = (Q)/(F * n)

[F e^(2 +)] = [F e^(2 +)]_i n i c i a l - [F e^(3 +)]

A equação de Nernst para a reação é:

Colocamos a fórmula para [ F e^(3 +) ] na célula C7 e copie para C8 a C17. Colocamos a fórmula para [ F e^(2 +) ] na célula D7 e copie para D8 a D17. Colocamos a equação de Nernst para esta reação na célula G7 e copiamos para G8 até G17 para obter o potencial antes do ponto de equivalência:

No ponto de equivalência

Temos reações:

F e^(3 +) + e^- ⇌ F e^(2 +)

C e^(4 +) + e^- ⇌ C e^(3 +)

A equação de Nernst para a primeira reação:

Agora, devemos adicionar estas duas equações de Nernst:

No ponto de equivalência, as concentrações de equilíbrio são:

[F e^(2 +)] = [C e^(4 +)]

[F e^(3 +)] = [C e^(3 +)]

Quando colocamos na equação e reorganizamos, obtemos:

E_e q = (E_(F e^(2 +))/(F e^(3 +)) + E_(C e^(4 +))/(C e^(3 +)))/(2)

Colocamos essa fórmula na célula G18 e obtemos o potencial do eletrodo:

Passo 3

Após o ponto de equivalência

Calculamos a concentração de C e^(4 +) e C e^(3 +) íons usando a seguinte equação:

c = (Q)/(F * n)

[C e^(4 +)] = (Q)/(F * n)

[C e^(3 +)] = [C e^(3 +)]_i n i c i a l - [C e^(4 +)]

Colocamos a fórmula para [ C e^(4 +) ] na célula F19 e copie para F20 a F28. Colocamos a fórmula para [ C e^(3 +) ] na célula E19 e copie para E20 a E29. Colocamos a equação de Nernst para esta reação na célula G19 e copiamos para G20 até G28 para obter o potencial antes do ponto de equivalência:

Agora fazemos curva de titulação plotando EE versus tempo

Resposta

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