Enunciado

A quinona (Q) sofre uma reação reversível de redução, para formar hidroquinona (H2Q), em um eletrodo gotejante de mercúrio. A reação é

Passo 1

Nesta tarefa, precisamos determinar o potencial aproximado de meia onda para a redução da hidroquinona.

Precisamos derivar a fórmula para o potencial de meia onda para a reação para calcular o potencial.

A reação é:

Q + 2   H + + 2   e - ⇌ H 2 Q

A fórmula do potencial de meia onda para a reação é:

E a p p l = E ° Q - 0.0592 n l o g ( c ( H 2 Q ) c ( Q ) c ( H + ) 2 ) - E r e f

As concentrações molares de Q em uma fina camada de solução na superfície do eletrodo são:

c ° Q = i l - i k Q

Concentrações molares de H 2 Q em uma fina camada de solução na superfície do eletrodo é:

c ° H 2 Q = i k H 2 Q

Quando colocamos fórmulas para concentrações molares de Q e H 2 Q Q na fórmula do potencial de meia onda para a reação, temos:

Quando i = i l / 2 , o terceiro termo do lado direito desta equação é igual a zero, e E a p p é o potencial de meia onda (assumimos que k Q = k H 2 Q ):

E 1 / 2 = E ° Q - E r e f - 0.0592 n l o g ( 1 c ( H + ) 2 )

= 0.599 - 0.244 - 0.0592 2 ( - 2 l o g ( c ( H + ) )

= 0.355 - 0.0592 p H

a) Se o pH da solução for 7, o potencial de meia onda para a redução da hidroquinona é:

E 1 / 2 = 0.355 - 0.0592 p H

= 0.355 - 0.0592 ∙ 7

= - 0.0594 V

Passo 2

b) Se o pH da solução for 5, o potencial de meia onda para a redução da hidroquinona é:

E 1 / 2 = 0.355 - 0.0592 p H

= 0.355 - 0.0592 ∙ 5

= 0.059 V

Resposta

  1. = - 0.0594 V
  2. = 0.059 V

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