Enunciado

Problema Desafiador. Em trabalho recente, Ceresa, Pretsch e Bakker14 investigaram três eletrodos seletivos a íons (ESIs) para a determinação da concentração de cálcio. Os três eletrodos empregaram a mesma membrana, porém diferiram na composição da solução interna. O eletrodo 1 era um ESI com uma solução de CaCl2 1,00 x 103 mol L1 e 0,10 mol L1 de NaCl. O eletrodo 2 (baixa atividade de Ca2) tinha uma solução interna contendo a mesma concentração analítica de CaCl2, mas com EDTA 5,0 102 mol L1 com pH ajustado para 9,0 com NaOH 6,0 102 mol L1. O eletrodo 3 (alta atividade de Ca2) tinha uma solução interna de Ca(NO3)2 1,00 mol L1. (a) Determine a concentração de Ca2na solução interna do eletrodo 2. (b) Estabeleça a força iônica da solução do eletrodo 2. (c) Utilize a equação de Debye-Hückel e determine a atividade do Ca2no eletrodo 2. Empregue 0,6 nm para o valor de aX para o Ca2. (d) O eletrodo 1 foi utilizado em uma célula com um eletrodo de calomelano saturado para medir soluções padrão de cálcio com atividades variando de 0,001 mol L1 a 1,00 109 mol L1. Os seguintes dados foram obtidos. Construa um gráfico do potencial da célula versus pCa e determine o valor de pCa onde o gráfico desvia significativamente da linearidade. Para a porção linear, estipule a inclinação e o intercepto do gráfico. O gráfico obedece à Equação 21-24, como esperado? (e) Para o eletrodo 2, os seguintes resultados foram obtidos. Novamente, construa um gráfico do potencial versus pCa e estabeleça a faixa de linearidade para o eletrodo 2. Determine a inclinação e o intercepto para a porção linear. Esse eletrodo obedece à Equação 21-24 para atividades mais elevadas de Ca2? (f) Diz-se que o eletrodo 2 é supernernstiano para as concentrações entre 107 mol L1 e 106 mol L1. Por que esse termo é empregado? Se você tem acesso a uma biblioteca que assine o periódico Analytical Chemistry ou se tem acesso ao website do periódico, leia o artigo. Diz-se que esse eletrodo incorpora Ca2. O que isso significa e como pode explicar sua resposta? (g) O eletrodo 3 forneceu os seguintes resultados. Construa o gráfico do potencial versus pCa e estipule a faixa de linearidade. Novamente, determine a inclinação e o intercepto. Esse eletrodo obedece à Equação 21-24? (h) Diz-se que o eletrodo 3 libera Ca2. A partir do artigo, explique esse termo e descreva como isso pode justificar a resposta. (i) O artigo fornece alguma explicação alternativa para os resultados expermentais obtidos? Em caso afirmativo, descreva essas alternativas.

Passo 1

Primeiro, podemos copiar todos os dados para o programa de computador. Então, podemos construir uma curva de calibração usando os quatro primeiros conjuntos de dados (sem as atividades desconhecidas). Dados que vamos usar para a construção da curva de calibração e cálculo de atividades desconhecidas:

As fórmulas que usamos no programa de computador para calcular as concentrações desconhecidas são:

Passo 2

Agora rotule os quatro primeiros conjuntos de dados e insira um gráfico de dispersão. Em seguida, insira uma linha de tendência e exiba a equação no gráfico. A curva de calibração fica assim:

Agora vamos usar a equação da linha de tendência para mostrar como você pode calcular manualmente as atividades desconhecidas:

y = - 59.203 x - 194.94

Fórmula para calcular a concentração desconhecida 1 de F - é:

Fórmula para calcular a concentração desconhecida 2 de F - é:

Podemos concluir que a inclinação calculada (-59,207 mV) é quase exatamente igual à inclinação teórica de Nernst (-59,2 mV). Portanto, podemos dizer que o eletrodo segue a equação de Nernst.

Resposta

c 1 = 1.12 ∙ 10 - 4

c 2 = 5.93 ∙ 10 - 5

Exercícios de Livros Relacionados

Como as sondas sensíveis a gases diferem de outros eletrodos de membrana?
Um eletrodo seletivo a íon para lítio forneceu os potenciais listados na tabela para as seguintes soluções padrão de LiCl e para duas amostras de concentrações desconhecidas.(a) Desenhe uma curva de c
(a) Calcule E0 para o processo PbI2(s) e 8 Pb(s) 2I (b) Use a notação simplificada para descrever uma célula, que consiste em um eletrodo de referência de calomelano saturado e um eletrodo indicador d
Calcule E0 para o processo AgIO3(s) e 8 Ag(s) IO3 (b) Utilize a notação simplificada para descrever uma célula, que consiste em um eletrodo de referência de calomelano saturado e um eletrodo indicador