Quimica

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TITULAÇÕES DE ÓXIDO REDUÇÃO Fe3+ (Titulante) = tit Sn2+ (Titulado) = amostra = am Fe3+ + 1 eSn4+ + 2 eFe2+ (x ne-, am) Sn2+ (x ne-, tit) Eo = + 0,77 V Eo = + 0,15 V

2Fe3+ + Sn2+

2Fe2+ + Sn4+

Denominar parâmetros relativos ao par Sn4+/Sn2+ de (am). Denominar parâmetros relativos ao par Fe3+/Fe2+ de (tit). Escrever as semi-reações na forma de redução.
E am = Eo am 0,05916 [Sn 4 + ] log +2 Sn 2 +
0,05916 [ Sn 4 + ] log 2 [ Sn 2 + ]

o (ntit ) × Eam = (ntit × Eam ) + ntit × 13 2 2

(1)

0,05916 [ Fe 3+ ] log Etit = E + 1 [ Fe 2+ ]
o tit

nam × Etit = (nam × E o ) + nam × 13 2 tit

1

0,05916 [ Fe3+ ] log 1 [ Fe 2 + ]

(2)

com: (nam) = coeficiente estequiométrico da amostra na reação global (ntit) = coefiente estequiométrico do titulante na reação global

NoPonto de Equivalência: Eam = Etit = Eeq (3)

Substituindo-se a equação (3) nas equações (1) e (2) tem-se:
o (ntit ) × Eeq = ntit × Eam + (ntit ) ×
0,05916 [ Sn 4+ ] log 2 [ Sn 2+ ] 0,05916 [ Fe3+ ] log 1 [ Fe 2+ ]

(4)

(nam ) × Eeq = (nam ) × E o + (nam ) ×

tit

(5)


o 2 × Eeq = 2 × Eam + 2 ×
[ Sn 4 + ] 0,05916 log 2 [ Sn 2 + ]

(6)

1 × Eeq = 1 × E o tit

0,05916 [ Fe3+ ]+ 1× log 1 [ Fe 2 + ]

(7)

Considerando que o potencial no ponto de equivalência deve ser um valor intermediário entre o potencial padrão do sistema titulante (Fe3+/Fe2+) e o potencial padrão da amostra (Sn4+/Sn2+), pode-se determinar o Eeq somando-se as equações (6) e (7). Colocando-se 0,05916 em evidência e considerando que a soma de log = log da multiplicação, tem-se:
o 2 × Eeq + 1 × Eeq= 2 × Eam + 1 × E o + tit
 4+ ] [ Fe3+ ]  0,05916  [ Sn  × log  1  [ Sn 2 + ] [ Fe 2 + ]    

(8)

Como no Ponto de Equivalência: [Fe2+] = 2 [Sn4+] e [Fe3+] = 2 [Sn2+] (vide equação global de reação) A equação (8) se reduz a: 2 Eeq + 1 Eeq = 2 E o + 1 E o am tit e
Eeq =

(9)

o 2 × Eam + 1 × E o
2 +1

tit ⇒

Eeq =

(2 × 0,15) + 0,77 = 0,36 V 3

Generalizando:
Eeq =o (ntit × Eam ) + (nam × E o )
(ntit + nam )

tit

Com n sendo o coeficiente estequiométrico encontrado na equação global balanceada!!!

INDICADORES DE ÓXIDO-REDUÇÃO São sistemas reais de óxido redução uma vez que possuem um comportamento que depende apenas da mudança de potencial do sistema e não da mudança de concentração dos reagentes:
+ Ind(ox) + SH + ne↓

Ind(red) ↓
cor 2

cor1

Somente alguns indicadores de óxido-redução são verdadeiros. Escrevendo a equação de Nernst para o indicador:
+S o + 0,05916 log [ Ind (ox) ] × [ H ] E Ind = E Ind n [ Ind (red ) ]

(1)

De maneira análoga aos indicadores ácido/base temos:
Quando [Ind(ox ) ] [Ind( red ) ] = 10 ⇒
[ Ind (ox) ] = 10 × [ Ind (red ) ]

↓ substituindo na equação 1:

E Ind = E o + Ind
Quando

0,059160,05916 + log [H + ]S n n
=

(2)

1 ⇒ [Ind( red ) ] 10

[Ind(ox ) ]

↓ substituindo na equação 1:

[ Ind (red ) ] = 10 × [ Ind (ox) ]

E Ind = E o − Ind

0,05916 0,05916 + log [H + ]S n n

(3)

Deste modo a variação de potencial sofrida pelo indicador é dada por:
∆E Ind = E o + Ind ∆E Ind 0,05916 0,05916 log [H + ]S ± n n ⇓ 0,05916 = E o' ± (V) (4) Ind n

Exemplo:Complexo de Fe(II) com ortofenantrolina, denominado de ferroína:

Fe(II) + 3
N .. N ..

N N N Fe N N N

2+

Reação Redox da Ferroína:

[Fe (Fenant)3]3+ + 1 e↓
azul pálido

[Fe (Fenant)3]2+ Eo = + 1,06 ↓
vermelho

Faixa de transição do indicador:

1,06 + 0,05916/1 = 1,12 V 1,06 – 0,05916/1 = 1,00 V

Potencial do sistema < 1,00 V ⇒ solução fica azul pálido. Potencial do sistema > 1,12V ⇒ solução fica vermelha. Para mudança de cor nítida, o Eo’ do indicador deve diferir de pelo menos 0,15 V dos potenciais padrão da amostra e titulante.

Titulação de Fe2+ com íons Ce4+

E Ce /Ce = + 1,44 V Eo Fe3+/Fe2+ = + 0,77 V Esist, no Ponto de Equivalência?
Eeq =

o

4+

3+

Ce4+ Fe2+

o nam × E o + ntit × Eam tit nam + ntit

Eeq =
2+

(1 × 1,44) + (1 × 0,77) = + 1,11...
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