Considere a titulação de oxidação-redução do sistema Fe^+2+Ce^+4 Fe^+3+Ce^+3, onde o Ce^+4 é o agente titulante, e os potenciais de redução das espécies envolvidas, a 25^circ C, são:
ll Ce^4++e^- Ce^3+ & (E^circ=+1,45 V) Fe^3++e^- Fe^2+ & (E^circ=+0,75 V)
Para a temperatura de 25^circ C, a Equação de Nernst pode ser escrita como
E=E^circ+[0,059][n] cdot log [oxidante ][ redutor ]
onde E é o potencial de eletrodo e n é o número de mols de elétrons transferidos.
Logo, para esse sistema, conclui-se que
(A) [Fe^+3]=[Ce^+4] no ponto de equivalência.
(B) [Fe^+2]=[Ce^+3] no ponto de equivalência.
© E=1,10 V no ponto de equivalência.
(D) E=+0,75+0,059 cdot log [Fe^+2][Fe^+3] depois do ponto de equivalência.
(E) E=+1,45+0,059 cdot log [Ce^+3][Ce^+4] antes do ponto de equivalência.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos um exercício sobre titulação de oxidação-redução envolvendo iões de ferro (Fe) e cério (Ce). O enunciado nos dá as reações e os potenciais de redução das espécies envolvidas a 25°C, além da Equação de Nernst para calcular o potencial de eletrodo. Para resolver, vamos precisar entender um pouco sobre potenciais de redução, ponto de equivalência e como aplicar a Equação de Nernst nesse contexto.

Passo 2

Primeiro, vamos analisar as reações de redução fornecidas:
ll Ce^4++e^- Ce^3+ & (E^circ=+1,45 V) Fe^3++e^- Fe^2+ & (E^circ=+0,75 V)
Esses potenciais de redução ( E^circ) nos dizem o quão forte cada espécie é como agente oxidante. Quanto maior o E^circ, mais forte é o agente oxidante.

Passo 3

Agora, como estamos fazendo uma titulação redox, o agente titulante é o Ce^4+. Isso significa que o Ce^4+ vai oxidar o Fe^2+ a Fe^3+, enquanto ele próprio é reduzido a Ce^3+.
A reação global seria:
Fe^2+ + Ce^4+ Fe^3+ + Ce^3+

Passo 4

No ponto de equivalência da titulação, a quantidade de agente oxidante adicionado é exatamente o suficiente para oxidar todo o agente redutor presente. Isso significa que, no ponto de equivalência, a quantidade de Fe^3+ formada será igual à quantidade de Ce^4+ adicionada inicialmente.
Então, podemos dizer que:
[Fe^3+] = [Ce^4+]

Passo 5

Agora, vamos verificar as opções de resposta:
(A) [Fe^3+]=[Ce^4+] no ponto de equivalência.
Essa opção está alinhada com o que acabamos de concluir.
(B) [Fe^2+]=[Ce^3+] no ponto de equivalência.
Isso não faz sentido no ponto de equivalência, pois todo o Fe^2+ foi oxidado a Fe^3+.
© E=1,10 V no ponto de equivalência.
Não há suporte direto para esse valor específico de potencial no ponto de equivalência.
(D) E=+0,75+0,059 cdot log [Fe^2+][Fe^3+] depois do ponto de equivalência.
Essa expressão parece derivar da Equação de Nernst para a reação do ferro, mas não está diretamente relacionada ao ponto de equivalência.
(E) E=+1,45+0,059 cdot log [Ce^3+][Ce^4+] antes do ponto de equivalência.
Similarmente, esta expressão está relacionada à Equação de Nernst para o cério, mas não responde diretamente à questão do ponto de equivalência.

Resposta

A opção correta é a (A) [Fe^3+]=[Ce^4+] no ponto de equivalência.

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