Faça um esboço de um eletrodo de vidro combinado e explique o seu funcionamento (incluindo os potenciais envolvidos).

Passo 1

O enunciado pede um esboço e explicação do funcionamento de um eletrodo de vidro combinado, mostrando os potenciais envolvidos. O conteúdo é de eletroquímica (célula de pH): precisamos entender o potencial da membrana de vidro, o potencial do eletrodo de referência interno (Ag/AgCl) e o potencial de junção líquida.

Passo 2

Aqui vai um esboço esquemático em corte longitudinal (não está em escala):
Solução externa (amostra, pH desconhecido)
──────────────────────────────────────────
\quad\mid
[ Vidro ]
\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad
membrana de vidro seletiva a H^+
\quad\mid
Solução interna (pH conhecido, tipicamente 7,00)
──────────────────────────────────────────
\quad\mid
AgCl\quad \mathrm{Ag}(s) \quad ← eletrodo interno de Ag/AgCl
\quad────\mid
\quad\mid cabo de ligação ao voltímetro
KCl saturado
\quad\mid
Frita porosa (junção iônica)
\quad\mid
──────────────────────────────────────────
Solução externa (amostra)

Passo 3

Potencial na membrana de vidro ( Evidro):
A membrana de vidro só deixa passar H^+, originando uma diferença de atividade de prótons entre interior ( aH^+,in) e exterior ( aH^+,out). Pela equação de Nernst:
Evidro = RTFln!l(aH^+,inaH^+,outr)
ou, em função de pH (usando aH^+=10^-pH):
Evidro = -,2,303,RTFl(pHout - pHinr)

Passo 4

Potencial do eletrodo de referência interno ( Eref):
No interior há a meia‐reação
AgCl(s) + e^- <=ftharpoons Ag(s) + Cl^-,
com potencial
Eref = E^0AgCl/Ag ; - ; RTFlnl[Cl^-r]in
Como a concentração de Cl^- interna é fixa (KCl saturado), Eref é praticamente constante.

Passo 5

Potencial de junção ( Ejunçãoçã):
Na frita porosa ocorre uma leve diferença de mobilidade entre íons ( K^+ e C l^-) entre o interior de KCl saturado e a amostra. Isso gera um pequeno potencial de difusão, geralmente estável e de valor baixo, mas deve ser incluído:
Ejunção çã

Passo 6

Potencial total medido ( Ecel):
Ligando o eletrodo combinado a um voltímetro em relação a um eletrodo de referência externo (ou referenciando internamente), a tensão observada é a soma:
Ecel = Eref + Evidro + Ejunção çã
Rearranjando e juntando constantes, obtemos a equação prática do eletrodo de vidro:
Ecel = E^* - 2,303,RTF,pHout,
onde E^* agrupa E^0AgCl/Ag, ln[Cl^-]in, pHin e Ejunçãoçã.

Resposta

Esquema:
Solução externa (pH desconhecido)
───────────────────────────────
\quad\mid
[ vidro ] \quad ← membrana seletiva a H^+
\quad\mid
Solução interna (pH conhecido)
───────────────────────────────
\quad\mid
AgCl | Ag \quad ← eletrodo de referência interno
\quad\mid
Frita porosa (junção iônica)
\quad\mid
Solução externa (continua)
Funcionamento:
1. A membrana de vidro gera Evidro = RTF ln(aH^+,inaH^+,out).
2. O eletrodo Ag/AgCl interno fornece Eref = E^0AgCl/Ag - RTF ln[Cl^-]in.
3. A frita porosa contribui com Ejunçãoçã (potencial de difusão iônica).
4. O voltímetro mede Ecel = Eref + Evidro + Ejunçãoçã, que, após agrupar constantes, leva à relação linear entre E e pH externa.

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