Enunciado

A concentração de N a + de uma solução foi determinada por medidas realizadas com um eletrodo seletivo ao íon sódio. O sistema de eletrodos desenvolveu um potencial de 0,2331 V quando imerso em 10,00 mL da solução de concentração desconhecida. Após a adição de 1,00 mL de NaCl 2,00 102 mol L1, o potencial variou para 0,1846 V. Calcule a concentração de N a + na solução original.

Passo 1

Nesta tarefa, precisamos calcular a concentração do N a + original solução. Podemos usar a equação 21-21 para calculá-lo:

onde X representa cátion, n é o número de elétrons transferidos na reação de redução, E c e l l   é o potencial da célula e K é a constante de equilíbrio.

Para nossa tarefa, a equação 21-21 se parece com isso:

Lembre-se que podemos escrever pNa assim:

Se inserirmos a segunda equação na primeira, teremos:

Passo 2

Agora podemos escrever 2 equações. Um para a solução original e o outro após a adição de NaCl. A Equação 21-21 para a solução original é:

E 1 = 0.2331   V

Como a concentração de N a + é alterado após a adição de NaCl, não podemos simplesmente escrever [ N a + ], temos que levar em conta a adição de NaCl. A concentração de N a + é:

A Equação 21-21 após a adição de NaCl é:

E 2 =   - 0.1846   V

Agora podemos subtrair a equação (1) para a solução original com a equação (2) para após a adição de NaCl:

Passo 3

Inserir valores potenciais E 1 e E 2 :

Calcule o valor da fração do lado direito:

Concentração de N a + na solução original é 3.2 ∙ 10 - 4   M .

Resposta

3.2 ∙ 10 - 4   M

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