Um experimento foi realizado, através da aplicação de potencial em uma célula contendo 0,05
de ferrocianeto (
), dissolvido em solução contendo um grande excesso de eletrólito inerte. Cuidados foram tomados para garantir que a solução permanecesse em repouso durante o experimento. O potencial foi varrido a partir de um valor, junto ao qual nenhuma reação ocorreu, até um potencial no qual
foi oxidado para
em uma taxa controlada pelo transporte de massa. As seguintes correntes foram registradas:
0,1
0,2
0,4
0,8
1,2
6,9
4,9
3,4
2,4
2,0
Tendo o eletrodo uma área de
, calcule o coeficiente de difusão para o
na solução. OBS.: Use a equação de Cottrell.
|
0,1 | 0,2 | 0,4 | 0,8 | 1,2 |
|
6,9 | 4,9 | 3,4 | 2,4 | 2,0 |
Passo 1
O enunciado trata da oxidação de
em uma célula em que a corrente é controlada por difusão de massa. Temos uma concentração inicial de
mol L
, área do eletrodo
cm
, e foram medidas correntes em diferentes tempos em que o sistema segue a equação de Cottrell. O objetivo é usar essa equação para encontrar o coeficiente de difusão
.
Passo 2
A equação de Cottrell para corrente sob controle de difusão planar é
Podemos escrever isso na forma linear
com
Invertendo para
, obtemos
Passo 3
Calculamos
e o coeficiente angular
para cada ponto:
Em média,
mA
. Convertendo para ampère:
Passo 4
Convertendo a concentração para mol cm
:
Usamos
,
C mol
,
cm
e
Passo 5
Então
que, considerando arredondamentos, fica