Lista 3 Métodos Instrumentais 1- Coulometria e Eletrogravimetria com Resposta-2021 1

3ª LISTA DE EXERCÍCIOS CQ121 MÉTODOS INSTRUMENTAIS 1 1º2021 Professores Luiz Humberto MarcolinoJr e Márcio Fernando Bergamini TÓPICO 3 Coulometria e Eletrogravimetria 1 Como a passagem de uma corrente elétrica afeta o potencial total desenvolvido em uma célula eletroquímica 2 Considere as seguintes reações de eletrólise Cátodo H2O e ½ H2 OH Ânodo Braq ½ Brl e Sabendo que a pressão parcial de H2 é 10 atm e OH 010 mol L1 e Br 010 mol L1 Responda a Calcule do potencial que deve ser aplicado para que a reação global ocorra se a corrente é desprezível R 1906V b Suponha que a célula tenha uma resistência de 20 e que passe uma corrente constante de 100 mA Que potencial será necessário para superar a resistência da célula Qual o valor de potencial aplicado a célula R 0200 V e 2106V c Qual deverá ser o potencial aplicado a célula se além das informações dos itens a e b existe um sobrepotencial cinético de 02V para a reação anódica e 04V para a reação catódica R 2706V 3 Identifique as características físicas desejáveis para um depósito eletrolítico empregado na eletrogravimetria e cite ao menos duas condições empregadas para a obtenção de depósitos adequados 4 Uma amostra de 0950 g de liga metálica contendo prata foi adequadamente dissolvida em 100 mL e uma alíquota de 250 mL dessa solução foi submetida a uma análise eletrogravimétrica Um eletrodo de platina de 10 cm2 de massa 13070g foi empregado como eletrodo de trabalho em um sistema de dois eletrodos A eletrólise foi conduzida em uma solução contendo íons CN e nitrato com uma corrente constante de 01 A por 40 minutos Posteriormente eletrodo apresentou uma massa de 13265g Com base nisso responda a Por que foi utilizado um eletrodo de grande área b Por que foram utilizados baixa densidade de corrente íons cianeto e íons nitrato c Qual a porcentagem mm de prata na amostra R 821 d Qual a eficiência da carga envolvida no experimento R 727 5 Calcule as diferenças mínimas nos potenciais padrão de eletrodo necessária para reduzir a concentração do metal M1 para 10 x104 mol L1 em uma solução contendo 20 x 101 mol L1 de um metal menos redutível M2 quando a M2 é monovalente e M1 é divalente b M2 e M1 são divalentes c M2 e M1 são univalentes 6 Desejase separar e quantificar bismuto cobre e prata em uma solução de HClO 05 mol L1 que contem BiO 00650 mol L1 Cu2 0175 mol L1 e prata 00962 mol L1 a Diga se é possível ou não separar quantitativamente essas espécies utilizando um potencial de cátodo controlado considere 10 x106 mol L1 para uma separação quantitativa b Se alguma das separações for factível determine o intervalo de potencial vs ECS EECS 0244 V em que o cátodo deve ser controlado para a deposição de cada espécie Dados Cu2 2e Cu E0 0337 V Ag e Ag E0 0800 V e BiO 3e 2H Bi H2O E0 0320 V 7 Calcule o tempo necessário para uma corrente de 0852 A depositar 0250 g de CoII como a cobalto elementar na superfície do cátodo 160 min b Co3O4 em um ânodo 53 min Considere 100 de eficiência da corrente para ambos os casos 8 Por que um reagente auxiliar sempre é necessário em uma titulação coulométrica 9 Uma amostra de 02416 g de um ácido orgânico puro monoprótico foi neutralizada por íons hidróxido produzidos em 5 min e 24 s por uma corrente constante de 367 mA Calcule a massa molar do ácido R 196 g mol1 10 Um excesso de HgNH3Y2 foi introduzido a 2500 mL de água de poço Expresse a dureza da água em termos de ppm mg L1 de CaCO3 MM 100 g mol1 se o EDTA necessário para a titulação foi gerado em um cátodo de mercúrio em 105 min por uma corrente constante de 527 mA HgNH3Y2 NH4 2e Hgl 2NH3 HY3 Considere 100 de eficiência de corrente R 683 ppm CaCO3 11 O H2S pode ser analisado pela titulação com I2 produzido por coulometria segundo a reação H2S I2 Ss 2H 2I À 5000 mL de amostra foram adicionados 4g de KI A eletrólise com uma corrente constante de 526 mA demorou 812 s para ser completada Calcule a concentração do H2S em g mL1 R 151 g mL1 12 O nitrobenzeno contido em 194 mg de uma mistura orgânica foi reduzido a fenilhidroxilamina em um potencial de 096 V vs ECS aplicado a um cátodo de mercúrio C6H5NO2 4H 4e C6H5NHOH H2O A amostra foi dissolvida em 100 mL de metanol e após 30 min de eletrólise um coulômetro indicou uma carga de 3123 C Calcule a porcentagem mm de C6H5NO2 na amostra R 514 13 Em um potencial de 10 V Vs ECS tetracloreto de carbono CCl4 em metanol pode ser reduzido a clorofórmio CHCl3 em um cátodo de mercúrio reação catódica 2 CCl4 2 H 2e 2 CHCl3 A 180 V vs ECS o clorofórmio ainda pode ser reduzido a metano CH4 no mesmo cátodo reação catódica 2 CHCl3 6 H 6e 2 CH4 Uma amostra contendo 0750 g de CCl4 e CHCl3 e outras espécies orgânicas inertes foi dissolvida em metanol e eletrolisada a 10 V até que a corrente se aproximou de zero Um coulômetro indicou uma carga de 1163 C A redução continuou em 180 V sendo gastos mais 686 C para a completa redução Calcule a porcentagem mm de CCl4 e CHCl3 na amostra CCl4 248 CHCl3 186