Calcule o potencial eletródico das seguintes misturas considerando \left[\mathrm{H}^{+}\right]=0,5 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} quando necessário: 10,00 \mathrm{~mL} de solução 0,050 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} de \mathrm{MnO}_{4} com 15,00 \mathrm{~mL} de solução 0,25 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} de \mathrm{Fe}^{2+}.
O enunciado pede o potencial de eletrodo da mistura resultante de 10,00\\ \mathrm{mL} de solução 0,050\\ \mathrm{mol/L} de \mathrm{MnO}_4^- com 15,00\\ \mathrm{mL} de solução 0,25\\ \mathrm{mol/L} de \mathrm{Fe}^{2+}, sabendo que \left[\mathrm{H}^+\right]=0,50\\ \mathrm{mol/L}.
Conteúdo: equilíbrio redox e equação de Nernst. Vamos precisar de: volumes e concentrações iniciais, reação global, E^0, constante de equilíbrio K, expressão de K em termos das concentrações no equilíbrio e, finalmente, equação de Nernst para calcular E.
Passo 2
Balanceamos a reação global (número de elétrons n=5) a partir dos dois semifracks fornecidos:
Como K é gigantesco, o resíduo de \mathrm{MnO}_4^- é tão pequeno que podemos desprezá-lo e partir das concentrações acima.
Passo 5
Aplicamos a equação de Nernst a qualquer dos dois semifracks no equilíbrio. Por exemplo, para \mathrm{Fe}^{3+} + \mathrm{e}^- \rightleftharpoons \mathrm{Fe}^{2+}
E = E^0_2 + \frac{0,05916}{1}\log\frac{[\mathrm{Fe}^{3+}]}{[\mathrm{Fe}^{2+}]} =0,771 +0,05916\log\frac{0,100}{0,050} =0,771 +0,05916\log2