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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 22.Questões e Problemas - Ex. 24

Uma solução é 0,0500   m o l   L - 1 em B i O + e 0,0400   m o l   L - 1 em C o 2 + e tem pH igual a 2,50:

  1. Qual a concentração do cátion mais prontamente reduzido no início da deposição do menos reduzível?
  2. Qual o potencial do cátodo quando a concentração do mais facilmente reduzível for 1,00 ∙ 10 - 6   m o l   L - 1 ?
  3. Podemos realizar uma separação quantitativa com base nos resultados obtidos em (a) e (b)?

Passo 1

Olá galerinha, espero que estejam todos bem! Vamos lá.

As meia-reações e os potenciais de eletrodo padrão para o bismuto e o cobalto são:

B i O + + 2 H + + 3 e - ⇌ B i s + H 2 O                           E B i O + / B i = + 0,320   V                            

C o 2 + + 2 e - ⇌ C o s                                                                                 E C o 2 + / C o = - 0,277   V                              

Notamos que, com base nos potenciais padrão, o bismuto começará a depositar em voltagens aplicadas mais positivas que o cobalto. No item (a) queremos a concentração do cátion mais prontamente reduzido no início da deposição do menos reduzível. E pelo enunciado temos:

B i O + = 0,0500   m o l / L ;

[ C o 2 + ] = 0,0400   m o l / L ;

p H = 2,50 .

Então:

H + = 10 - p H = 10 - 2,50 = 3,16 ∙ 10 - 3   m o l / L

O potencial para o eletrodo de cobalto:

E C o 2 + / C o 0 = E 0 - 0,0592 2 ∙ log ⁡ 1 C o 2 + = - 0,277 - 0,0592 2 ∙ log ⁡ 1 0,0400

E C o 2 + / C o 0 = - 0,318   V

Queremos descobrir a B i O + no início da deposição do cobalto, então:

B i O + = 1 10 ( E B i O + / B i - E C o 2 + / C o 0 ) ∙ 3 0,0592 ∙ [ H + ] 2 = 1 10 ( 0,320 - ( - 0,318 ) ) ∙ 3 0,0592 ∙ ( 3,16 ∙ 10 - 3 ) 2

B i O + = 5 ∙ 10 - 28   m o l / L

Passo 2

Para B i O + = 1,00 ∙ 10 - 6   m o l   L - 1 o potencial será:

E B i O + / B i 0 = E 0 - 0,0592 3 ∙ log ⁡ 1 B i O + ∙ H + 2

E B i O + / B i 0 = 0,320 - 0,0592 3 ∙ log ⁡ 1 1,00 ∙ 10 - 6   ∙ 3,16 ∙ 10 - 3 2 = + 0,103   V

Passo 3

(c) Se o potencial do cátodo for mantido entre 0,103 e   - 0,318   V , em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio, podemos obter uma separação quantitativa.

Até mais pessoal!

Resposta

  1. B i O + = 5 ∙ 10 - 28   m o l / L .
  2. E B i O + / B i 0 = + 0,103   V .

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