Questão 10122
ITA 2006
(ITA - 2006)
Um elemento galvânico é constituído pelos eletrodos a seguir especificados, ligados por uma ponte salina e conectados a um multímetro de alta impedância.
ELETRODO A: Placa de chumbo metálico mergulhada em uma solução aquosa 1 mol L-1 de nitrato de chumbo.
ELETRODO B: Placa de níquel metálico mergulhada em uma solução aquosa 1 mol L-1 de sulfato de níquel.
Após estabelecido o equilíbrio químico nas condições padrão, determina-se a polaridade dos eletrodos. A seguir, são adicionadas pequenas porções de KI sólido ao ELETRODO A, até que ocorra a inversão de polaridade do elemento galvânico.
Dados eventualmente necessários:
- Produto de solubilidade de PbI2: Kps (PbI2) = 8,5 × 10-9
- Potenciais de eletrodo em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio nas condições-padrão:
E0(Pb/Pb)2+ = - 0,13V;
E0(Ni/Ni)+2 = - 0,25 V;
E0(I-/I2) = 0,53V.
Assinale a opção que indica a concentração CORRETA de KI, em mol L-1, a partir da qual se observa a inversão de polaridade dos eletrodos nas condições-padrão.
1 × 10-2
1 × 10-3
1 × 10-4
1 × 10-5
1 × 10-6
Gabarito:
1 × 10-2
Resolução:
De acordo com a análise dos potencias de oxidação, podemos concluir que inicialmente:
Eletrodo A: – 0,13V
Cátodo: Pb2+(aq) + 2e– → Pb0(s)
Eletrodo B: + 0,25V
Ânodo: Ni0(s) → 2e– + Ni2+(aq)
Equação Global: + 0,12V
Ni0(s) + Pb2+(aq) → Ni2+(aq) + Pb0(s)
Haverá a inversão de polaridade quando E0(Pb/Pb)2+ < E0(Ni/Ni)+2
Ou seja, quando E0(Pb/Pb)2+ < - 0,25V:
*A expressão no log seria: log([Pb0(s)]/[Pb2+(aq)]), mas espécies sólidas não entram no cálculo, por isso o 1 no numerador.
-0,25 = -0,13 - (0,059/2)*log(1/[Pb2+])
log(1/[Pb2+]) = 4
[Pb2+] = 1.10-4
Observando o sal PbI2, temos:
PbI2 Pb2+(aq) + 2I-(aq)
Kps = [Pb2+]*[I-]2
8,5.10-9 = 1.10-4 * [I-]2
[I-] = 1.10-2
Ou seja, precisamos de 1.10-2 mol/L.
Como o KI se dissocia na proporção 1:1 também vamos precisar de 1.10-2 mol/L de KI.
Alternativa A