Considere a titulação de
de solução de
0,0100 \mathrm{M} por uma solução de
0,0500 \mathrm{M}, em HCl 1 M , utilizando eletrodos de Pt e de calomelano saturado para determinar o ponto final.
d) Calcule
nos seguintes volumes de
adicionados: 1,
; 5,10 ; e
. Faça um esboço da curva de titulação correspondente. Respostas:
d) Calcule
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem uma titulação redox: 25,0 mL de Sn²⁺ 0,0100 M vai reagir com Tl³⁺ 0,0500 M em HCl 1 M. O objetivo é calcular o potencial do eletrodo de platina (ligado a um calomelano saturado) para vários volumes de Tl³⁺ adicionados. Matéria envolvida: equação de Nernst para cascas redox e ponto de equivalência da titulação. Para resolver, vamos precisar de:
• A estequiometria da reação
• Identificar o volume de equivalência
• As constantes E° dos pares Sn⁴⁺/Sn²⁺ e Tl³⁺/Tl⁺ (e o potencial do calomelano)
• A equação de Nernst
• A estequiometria da reação
• Identificar o volume de equivalência
• As constantes E° dos pares Sn⁴⁺/Sn²⁺ e Tl³⁺/Tl⁺ (e o potencial do calomelano)
• A equação de Nernst
Passo 2
Primeiro, a reação global (elétrons “cortados” automaticamente) é:
Isso dá razão 1:1 em mols. Como havia 25,0 mL×0,0100 M = 2,50×10⁻⁴ mol de Sn²⁺ e a titulação usa Tl³⁺ 0,0500 M, o volume de equivalência é
Passo 3
Para V < 5,00 mL (antes do ponto de equivalência) ainda sobra Sn²⁺, então o potencial segue o par Sn⁴⁺/Sn²⁺:
Eletrodo indicador (Pt) dá
Eletrodo indicador (Pt) dá
e a célula medida é
Usando E°₍Sn₄⁺/Sn₂⁺₎=+0,150 V e E₍SCE₎=+0,242 V, basta computar [Sn⁴⁺] e [Sn²⁺] para cada V:
• V=1,00 mL → E≈ –0,120 V
• V=2,50 mL → E≈ –0,102 V
• V=4,90 mL → E≈ –0,052 V
• V=1,00 mL → E≈ –0,120 V
• V=2,50 mL → E≈ –0,102 V
• V=4,90 mL → E≈ –0,052 V
Passo 4
No ponto de equivalência (5,00 mL) a [Sn²⁺]→0, dispara-se a curva, e (na prática) o potencial salta para um valor intermediário entre as curvas pré e pós, dando:
• V=5,00 mL → E≈ +0,21 V
• V=5,00 mL → E≈ +0,21 V
Passo 5
Para V > 5,00 mL sobra Tl³⁺, então o par ativo é Tl³⁺/Tl⁺:
e de novo E=E_{ind}–E₍SCE₎. Calculando [Tl³⁺] e [Tl⁺]:
• V=5,10 mL → E≈ +0,48 V
• V=10,0 mL → E≈ +0,53 V
Passo 6
Esboço qualitativo da curva de titulação (E vs. volume de Tl³⁺):
- Para V<5 mL: curva crescente lenta (Sn⁴⁺/Sn²⁺)
- Em V≈5 mL: salto acentuado (ponto de equivalência)
- Para V>5 mL: novo platô crescente (Tl³⁺/Tl⁺)
Resposta
E (V) para V<sub>Tl³⁺</sub>=1,00; 2,50; 4,90; 5,00; 5,10; 10,0 mL, respectivamente:
–0,120; –0,102; –0,052; +0,21; +0,48; +0,53.
–0,120; –0,102; –0,052; +0,21; +0,48; +0,53.