3^{\mathrm{a}} ) Em uma análise potenciométrica direta, deseja-se determinar a concentração de íons fluoreto \left(\mathrm{F}^{-}\right)em uma solução usando um eletrodo íon-seletivo. O potencial medido foi -0,120 \mathrm{~V} em relação ao eletrodo de referência. Sabendo que o potencial padrão do eletrodo é 0,060 \mathrm{~V} e que a equação de Nernst para esse sistema é:
E=E^{0}-\frac{0,059}{n} \log \left[F^{-}\right]
Determine a concentração de fluoreto na solução.

Passo 1

O enunciado pede a concentração de íons fluoreto \left[\mathrm{F}^-\right] numa solução, a partir de uma medida potenciométrica direta em que foi registrado E = -0,120\:\mathrm{V}. O potencial padrão do eletrodo é E^0 = 0,060\:\mathrm{V} e a equação de Nernst fornecida é
E = E^0 - \frac{0,059}{n}\,\log\bigl[\mathrm{F}^-\bigr].
Aqui o conteúdo é uso da equação de Nernst para eletródios íon-seletivos e vamos precisar isolar \log\bigl[\mathrm{F}^-\bigr].

Passo 2

Identificamos o valor de n. Como o fluoreto tem carga -1, adota-se n=1. Assim a equação fica
E = E^0 - 0,059\,\log\bigl[\mathrm{F}^-\bigr].

Passo 3

Reescrevendo para isolar o logaritmo,
E - E^0 = -\,0,059\,\log\bigl[\mathrm{F}^-\bigr] \quad\Longrightarrow\quad \log\bigl[\mathrm{F}^-\bigr] = -\,\frac{E - E^0}{0,059}.

Passo 4

Substituímos os valores numéricos:
E - E^0 = -0,120 - 0,060 = -0,180\:\mathrm{V},
\log\bigl[\mathrm{F}^-\bigr] = -\,\frac{-0,180}{0,059} \approx 3,05.

Passo 5

Convertendo do logaritmo para a concentração,
\bigl[\mathrm{F}^-\bigr] = 10^{3,05} \approx 1{,}12\times10^{3}\:\mathrm{mol\,L^{-1}}.

Resposta

A concentração de fluoreto na solução é aproximadamente
\boxed{1{,}12\times10^{3}\:\mathrm{mol\,L^{-1}}.}

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