Calcule o potencial de um eletrodo de cobre (
) imerso em:
Solução na qual a concentração analítica de
seja
, que foi misturada com uma solução de
de
(EDTA) em pH fixo igual a 4. Dados:
e
Solução na qual a concentração analítica de
Passo 1
Vamos resolver um exercício de eletroquímica onde precisamos calcular o potencial de um eletrodo de cobre (
) imerso em uma solução específica. O conteúdo principal envolve o uso da Equação de Nernst e a compreensão de complexação entre íons de cobre e EDTA. Para resolver, vamos precisar dos valores das concentrações das soluções, do potencial padrão do cobre, além das constantes
e
fornecidas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender que o potencial do eletrodo (
) pode ser calculado usando a Equação de Nernst:
Onde:
-
é o potencial padrão do eletrodo de cobre, que é . -
é o número de elétrons transferidos na reação (para , ). -
é a concentração efetiva dos íons cobre livres na solução.
Passo 3
Para encontrar
, precisamos considerar que o
pode se ligar ao EDTA formando um complexo. A constante de formação (
) para essa reação é
. A equação da complexação é:
Passo 4
A constante de formação (
) é dada por:
Rearranjando para encontrar
:
Passo 5
Sabemos que a concentração total de
inicial é
e a de
é
. Assumindo que quase todo o
se complexa com o EDTA (devido ao alto
), podemos simplificar:
Considerando
, que representa a fração de
livre.
Passo 6
Agora, substituímos
na Equação de Nernst:
Calculando o logaritmo:
Passo 7
Substituindo de volta na Equação de Nernst:
Resposta
O potencial do eletrodo de cobre na solução é aproximadamente 0,586 V.