A determinação de fenol em água de rio pode ser realizada por meio de titulação coulométrica. Uma alíquota de
de água foi dilúida com
de ácido sulfúrico
e um excesso de KBr foi adicionado para geração eletrolítica de bromo.
a) Sabendo que a reação entre fenol e bromo ocorre com a estequiometria de 1:3 (fenol :
) e considerando que a titulação da alíquota da amostra requereu a passagem de
por 13 minutos e 5 segundos, determine a concentração molar de fenol na amostra.
b) Descreva o aparato experimental necessário para a realização deste tipo de medida. Justifique a resposta.
a) Sabendo que a reação entre fenol e bromo ocorre com a estequiometria de 1:3 (fenol :
b) Descreva o aparato experimental necessário para a realização deste tipo de medida. Justifique a resposta.
Passo 1
O enunciado pede a concentração molar de fenol em uma amostra de água de rio por titulação coulométrica. Temos uma alíquota de
da amostra diluída em
de
de
com excesso de
. A reação é
e o bromo é gerado eletricamente segundo
O experimento usou
durante
. Vamos aplicar a lei de Faraday para relacionar carga elétrica e quantidade de substância.
Passo 2
Calcular a carga elétrica total
que passou pela célula:
Passo 3
Determinar os mols de elétrons usando a constante de Faraday
:
Cada mol de fenol consome
mol de
, e cada mol de
requer
mol de elétrons, logo
mol de
por mol de fenol. Assim,
Passo 4
A alíquota era
, então a concentração de fenol na amostra é
Passo 5
O aparato de titulação coulométrica de fenol em meio ácido com
geralmente consiste em:
– Uma célula eletrolítica de vidros com eletrodos de platina (ânodo gerador de e cátodo), muitas vezes separados por uma barreira (frit).
– Uma fonte de corrente (galvanostato) que mantém o valor constante e registra o tempo, de modo a calcular
.
– Um eletrodo indicador (por exemplo de platina) e um eletrodo de referência (como Ag/AgCl) para detectar o ponto de equivalência por mudança de potencial.
– Agitação magnética para dispersar o gerado e garantir reação rápida com o fenol.
– Sistema de aquisição de dados que integra e calcula mols de elétrons de acordo com a lei de Faraday, tornando desnecessário manusear soluções padrão de titulante.
– Uma célula eletrolítica de vidros com eletrodos de platina (ânodo gerador de
– Uma fonte de corrente (galvanostato) que mantém o valor
– Um eletrodo indicador (por exemplo de platina) e um eletrodo de referência (como Ag/AgCl) para detectar o ponto de equivalência por mudança de potencial.
– Agitação magnética para dispersar o
– Sistema de aquisição de dados que integra
Resposta
a)
.
b) Uma célula eletrolítica com eletrodos de platina, galvanostato de corrente constante, eletrodo indicador (Pt) e referência (Ag/AgCl), agitação magnética e sistema de registro de carga, pois na titulação coulométrica o brometo é oxidado no ânodo a de forma controlada pela carga elétrica, viabilizando uma medida direta da quantidade de fenol.
b) Uma célula eletrolítica com eletrodos de platina, galvanostato de corrente constante, eletrodo indicador (Pt) e referência (Ag/AgCl), agitação magnética e sistema de registro de carga, pois na titulação coulométrica o brometo é oxidado no ânodo a