Um eletrodo combinado, ECS-vidro, foi calibrado à 25^circ C com uma solução tampão pH 4,01 e a fem (força eletromotriz) medida foi igual a 0,814 V. Qual a voltagem que seria medida numa solução de ácido acético 1,0 times 10^-3 mol / L ?
Dados: Ka Hac=1,8 times 10^-5

Passo 1

O enunciado mostra que um eletrodo de vidro obedece à equação de Nernst para prótons, ou seja, à temperatura de 25^circC vale
E = E0 - RTFln[H^+] = E0 - 0,05916,pH
Na calibração temos uma solução tampão de pH=4,01 e mediu-se Erm cal=0,814 V. Vamos usar isso para determinar o potencial padrão E0 do eletrodo.

Passo 2

Da equação de Nernst em pH=4,01 temos
0,814 = E0 - 0,05916times 4,01
Isolando E0:
E0 = 0,814 + 0,05916times4,01 = 0,814 + 0,2372 = 1,0512 V

Passo 3

Agora queremos o pH de uma solução de ácido acético de concentração C=1,0times10^-3,mol/L e Ka=1,8times10^-5. Para um ácido fraco monoprótico,
[H^+] approx raizKa,C = raiz1,8times10^-5times1,0times10^-3 = raiz1,8times10^-8 = 1,3416times10^-4 mol/L
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pH = -log(1,3416times10^-4) = 3,8725

Passo 4

Com E0 e o pH calculado, a fem na solução de ácido acético é
E = E0 - 0,05916,pH = 1,0512 - 0,05916times3,8725 = 1,0512 - 0,2290 = 0,8222 V

Resposta

A voltagem medida na solução de ácido acético 1,0times10^-3,mol/L é aproximadamente 0,822 V.

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