Slide - Volumetria de Oxido-redução - 2023-2

Volumetria de Oxido-Redução Profa. Dra. Mariza Pires de Melo Volumetria de Oxido-Redução Quais as características das reações de oxido redução? Quais são características das Curvas de titulação? TITULOMETRIA REDOX As titulações por oxi-redução baseiam-se em reações de oxidação e redução, reações de transferência de elétrons  espécies oxidantes (recebem elétons) e espécies redutoras (doam elétrons). Ared(aq) + Box (aq)  Aox (aq) + Bred (aq) (Agente redutor) (Agente oxidante) 3 REAÇÕES DE OXIDAÇÃO-REDUÇÃO • As reações de oxidação e redução ou reações redox são reações que envolvem transferência de elétrons. • Nestas reações existem Espécies Oxidantes ou Oxidante (removem elétons) e Espécies Redutoras ou Redutores (doam elétrons). Agentes Oxidantes  Retiram elétrons dos agentes redutores  São reduzidos  Diminuição do número de oxidação Agente Redutores  Doam elétrons para os agentes oxidantes  São oxidadosúmero de oxidação Aumento do n Ce4+(aq) Cu2+(aq) (Agente oxidante) + + Fe2+(aq)  Zn◦  (Agente redutor) Ce3+(aq) Cu◦ + + Fe3+(aq) Zn2+ aq) SEMI-REAÇÕES • Uma reação global de oxidação-redução pode ser dividida em dois componentes, as semi-reações ou semi-equações. Semi-reações, indicam qual espécie ganha e qual espécie perde elétrons ao montar a equação global; quando somadas os elétrons são cancelados Ce4+(aq) + Fe2+(aq)  Ce3+(aq) + Fe3+(aq) Semi-reções Reação de redução Ce4+(aq) Fe3+(aq) e -  e -  Ce3+(aq) Fe2+(aq) E◦ = + 1,44 V E◦ = + 0,77 V (agente oxidante) (agente redutor) + + + - + e - Ce4+(aq) Fe2+ (aq) Ce4+(aq) Ce3+(aq) Fe3+(aq) Ce3+(aq + Fe2+(aq) + Fe3+(aq) E célula = (+1,44) – (+0,77) = 0,67 V) Ecel  0 Reação Espontânea E célula = (E◦ agente oxidante) – (E◦ agente redutor) ou E célula = (E◦ Catodo) – (E◦ anodo) e -   POTENCIAL PADRÃO Potenciais de eletrodos definidos como potenciais de uma célula que consiste do eletrodo em questão atuando como um cátodo e o eletrodo padrão de hidrogênio atuando com um ânodo BALANCEAMENTO DE REAÇÕES REDOX O número de átomos de cada elemento e a carga líquida de cada lado da equação precisa ser o mesmo. MnO4- (aq) + 5Fe2+ (aq) + 8 H+ (aq)  Mn2+ (aq) + 5Fe3+ (aq) + 4H2O(l) Semi-reações: MnO4- (aq) Fe3+(aq) + + 8 H+ (aq) e - + 5 e- Mn2+ (aq) + 4H2O (l) E◦ = + 1,510 V E◦ = + 0,77 V Fe2+ (aq) Semi-reação MnO4-/ Mn2+ X 1 Semi-reação Fe3+ / Mn2+ X 5 + 8 H+ (aq) + 5 e- Mn2+ (aq) + 4H2O (l) + 5e - 5Fe3+(aq) MnO4- (aq) 5Fe2+(aq) MnO4- (aq) + 5Fe2+(aq) + 8 H+ Mn2+ (aq) (aq) + 5Fe3+(aq) + 4 H O 2 (l)      E = E° – 0,0592 log [C]c·[D]d n [A]a·[B]b EQUAÇÃO DE NERST • Relaciona o potencial real de uma meia-célula com as concentrações das espécies oxidadas e reduzidas, reagentes e produtos da semi-reação. aA(aq) + bB (aq)  cC(aq) + dD aq) E = potencial real da meia célula E° = potencial padrão de meia célula R = Constante universal dos gases (8,314 J· R-1·mol-1) T = temperatura em Kelvin n = número de elétrons que envolvidos na reação da semi-célula F= Constante de Faraday (96485 C ·mol-1) Quando a T = 25°C (298 K) a equação pode ser simplificada Soluções diluídas aa  [a] RT ln (ac)c· (ad)d nF (aa)a· (ab)b E = E° – RT ln = 0,0592 log F CURVA DE TITULAÇÃO • Fornece a variação do potencial da semi-reação (ou semi-célula) em função do volume de titulante  equação de Nernst o potencial varia com o Log10 de um termo de concentrações. Ex. titulação do Fe2+ com Ce4+: Ce4+(aq) + Fe2+(aq) Ce3+(aq) Fe3+(aq) Curvas de titulação Electrode potential, V Equivalence point, Fe2+ Fe2+ + Ce4+ ⇀↽ Fe3+ + Ce3+ A U4+ + 2Ce4+ + 2H2O ⇀↽ UO2 2+ + 2Ce3+ + 4H+ Electrode potential, V B Equivalence point, U4+ Volume of 0.1000 M Ce4+, mL © 2004 Thomson - Brooks/Cole