Considere a titulação de 25,0 mL de solução de Sn^2+ 0,0100 \mathrm{M} por uma solução de Tl^3+ 0,0500 \mathrm{M}, em HCl 1 M , utilizando eletrodos de Pt e de calomelano saturado para determinar o ponto final.
d) Calcule E nos seguintes volumes de Tl^3+ adicionados: 1, 00 ; 2,50 ; 4,90 ; 5,00; 5,10 ; e 10,0 mL. Faça um esboço da curva de titulação correspondente. Respostas: -0,120 ;-0,102 ;-0,052 ; 0,21 ; 0,48 ; 0,53 V

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

Passo 2

Primeiro, a reação global (elétrons “cortados” automaticamente) é:
Sn^2+ + Tl^3+;longrightarrow;Sn^4+ + Tl^+
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
Veq=2,50times10^-40,0500=5,00 mL

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
Eind=E^circSn^4+/Sn^2++0,059162log[Sn^4+][Sn^2+],,
e a célula medida é
E=Eind-ESCE,
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

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

Passo 5

Para V > 5,00 mL sobra Tl³⁺, então o par ativo é Tl³⁺/Tl⁺:
Eind=E^circTl^3+/Tl^++0,059162log[Tl^3+][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.

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