Considere a titulação de
de uma solução de
com uma solução de
em
.
Dados:
Calcule o potencial nos seguintes volumes de
adicionados:
Passo 1
O enunciado pede o potencial elétrico da solução após adicionar
da solução de
a
da solução de
. Dados fornecidos (vou listá-los claramente):
Pergunta explícita neste caso: calcular o potencial (em volts) da solução após a adição de
de
.
Passo 2
Calcular as quantidades iniciais (moles) de cada espécie antes da reação final:
Passo 3
Determinar a estequiometria da reação redox entre
e
. Tomando as meias-reações:
Invertendo a segunda para representar oxidação de
:
Para balancear elétrons, multiplicamos a meia-reação do cério por 2 e somamos:
Isso mostra que a razão estequiométrica é
. Em palavras: cada
mol de
oxida
mol de
.
Passo 4
Determinar o avanço da reação com base nas quantidades calculadas:
Como foram adicionados apenas
de
, o
é o reagente limitante. Assim, todo o
é consumido e uma parte do
é oxidada. A quantidade de
oxidada é
Logo as quantidades finais (após reação) são:
Passo 5
Calcular as concentrações finais dividindo pelos volumes totais. Volume total da solução:
Concentrações finais:
(Arredondei só depois; mantive valores com dígitos suficientes para os cálculos.)]
Passo 6
Qual casal define o potencial agora? Como não há
restante, o par
não pode estabelecer um potencial (não há a forma oxidada presente). Temos, porém, tanto
quanto
em solução, portanto o potencial da solução será dado pelo par
.
Usamos a equação de Nernst (na forma com log decimal, a
):
onde:
e a razão de reação (quociente de atividade; aqui usamos concentrações) para a meia-reaçao
é
Passo 7
Substituindo números na Nernst:
Termo de correção:
Finalmente:
Arredondando de forma compatível com os dados (3 algarismos significativos nas concentrações), fica: