Métodos Instrumentais

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Lista resolvida de Métodos Instrumentais 
 
 
1.O indicador alaranjado de metila, um ácido fraco, HIn, com Ka = 10-4. Tanto a forma não 
dissociada, HIn, quanto a forma dissociada, In-, do ácido são coloridas. No comprimento de 
onda isosbástico (igual-absortividades), 470 nm, tanto HIn quanto In- têm absortividade 
molar de 10.000 L. mol-1.cm-1. A absorbância de uma solução de HIn, tamponada em pH 
4,500 e contida em uma célula de 1,00 cm, foi medida a 470 nm foi encontrada em 0,376. 
Qual é a concentração formal desse indicador na solução? 
 
A=0,376 
 b= 1,00cm 
Ɛ = 10.000 L. mol-1.cm-1 
C= ? 
 
 
2. As absorbâncias de soluções contendo K2CrO4 em KOH 0,05 mol/L foram medidas em 
uma célula de 1,00 cm, a 375 nm. Os resultados estão listados na tabela ao lado. Usando esses 
valores, resolva as questões abaixo. (a) Calcule a absortividade para cada ponto no 
comprimento de onda do experimento. (b) Construa a curva de absorbância versus 
concentração, mostre a equação da reta e o coeficiente de correlação de Pearson. (c) Calcule o 
valor médio (e compare com o valor encontrado pela equação da reta), o desvio padrão e o 
coeficiente de variância da absortividade para cada pontos da tabela abaixo. Observação: 
Apresente todos os cálculos dos mínimos quadrado para a construção da equação da reta e 
compare com a obtida usando o excel. 
 
C (mol/L)(xi) ABS (Yi) XiYi 
0,005 0,123 
0,01 0,247 
0,02 0,494 
0,03 0,742 
0,04 0,991 
a) b=1,00cm 
Ɛ= A/Cxb 
Ɛ1= 0,123/ 0,005x 1= 24,6 
Ɛ2= 0,247/ 0,01x1= 24,7 
Ɛ3=0,494/ 0,02x1 = 24,7 
Ɛ4=0,742/ 0,03x 1 = 24,73 
Ɛ5=0,991/ 0,04 x 1= 24,77 
 
 
 
 
 
0,000615 
0,00247 
0,00988 
0,02226 
0,03964 
A= Ɛ. C.b 
C=A / Ɛ.b 
C= 0,376 / 10.000 x 1,00 
C= 3,76 x10-5 mol/L 
 
= Ɛ1 +Ɛ2 +Ɛ3 +Ɛ4 +Ɛ5 / 5 
=123,5/5 
= 24,7 
 
b) 
 
 
 
 
 
 
∑xi=0,105 
∑xiyi= 0,074865 
 
= ∑ xi/ N 
=0,105/5 
=0,021 
(∑xi)2 / N = (0,105)2/ 5 
(∑xi)2 / N = 0,002205 
 
∑xi2= (0,005)2+ (0,01)2+(0,02)2+(0,03)2+(0,04)2 
∑xi2= 0,003025 
 
(∑yi)2 / N = ( 2,597)2 / 5= 
(∑yi)2 / N= 1,3488818 
∑yi2= (0,123)2+ (0,247)2+(0,494)2+(0,742)2+(0,991)2 
∑yi2= 0,015129 + 0,061009 + 0,244036+0,550564 + 0,982081 
∑yi2= 1,8528114 
 
m= Sxy / Sxx 
m= 0,020328 / 0,00082 
m= 24,79 
 
 Equação da reta: 
= m * + C 
0,5194 = 24,79 * 0,021 + C 
0,5194 = 0,52059 + C 
C= 0,5194 - 0,52059 
C= -0,001 
 
 
∑yi= 2,597 
 = ∑ yi = 2,597 / 5 
 = ∑ yi /5 = 0,5194 
 
(∑yi)x(∑xi) / N= 0,105 x 2,597 / 5 
(∑yi)x(∑xi) / N = 0,054537 
 
Sxy= ∑xiyi - (∑yi)x(∑xi) / N 
Sxy= 0,074865 - 0,054537 
Sxy= 0,020328 
 
 Sxx=∑xi2 - (∑xi)2 / N 
Sxx= 0,003025 - 0,002205 
Sxx= 0,00082 
 
= m * + C 
0,5194 = 24,79 * – 0,001 
= 24,79X – 0,001 
 
 
 
𝟑 
r =( 0,074865- 0,054537) / √( 0,003025 - 0,002205) x ( 1,8528114 - 1,3488818) 
r = 0,020328 / √0,00082 x 0,5039296 
r = 0,020328 / √0,000413222 
r = 0,020328 / 0,020327869 
r = 1,00 
R2 = 1 
 
Os valores obtidos para m, C e R2 pelo método dos mínimos quadrados estão de acordo com os 
valores fornecidos pelo excel para a equação da reta. 
 
 
c) 
 
 
S=√[ (24,6-24,7)2 +(24,7-24,7) 2 + ( 24,7-24,7) 2 + ( 24,73-24,7) 2 + ( 24,77-24,7) 2] / 5-1 
S=√[0,01 + 0,0009+0,0049] / 4 
S=√0,0158/4 
S=0,0628 
 
CV=( S / ) x 100 
CV=( 0,0628 / 24,7) x 100 
CV= 0,25% 
 
 
3.Se uma solução 0,0100 mol/L, em determinado comprimento de onda, 45% T, qual será a 
transmitância percentual para a solução 0,0200 mol/L, da mesma substância? 
 
C=0,0100mol/L 
T=45%= 0,45 
A= Ɛ. C.b 
A= -logT 
A= -log 0,45 
A= 0,346 
 
 
4. Suponhamos que desejamos eletrolisar I-, produzindo I-3 em uma solução de KI 0,010 mol/L 
contendo 3x10-6 mol/L de I-3 em pH 9,00, com PH2 fixada em 0,98 bar. 
 
𝟑𝐈− + 𝟐𝐇𝟐𝐎 → 𝐈− + 𝐇𝟐(𝐠) + 𝟐𝐎𝐇− 
 
(a). Determine a diferença de potencial quando a corrente é desprezível. 
 
Catodo: 2H2O + 2e
- ⇌ O2(g) + 2OH- Eº= -0,828 v 
Anodo: I-3 + 2e
- ⇌ 3I- Eº= 0,535 v 
Ecatodo= -0,828 – (0,05916/2) log[PH2(OH
-)2 ] 
Ecatodo= -0,828 – (0,05916/2) log[0,98 (10
-5)2 ] 
Ecatodo= -0,828 – (0,05916/2) log[0,98 x10
-10 ] 
pH=9 
pH+pOH=14 
9+ pOH=14 
pOH= 5 
pOH= -log[OH-] 
5= -log[OH-] 
[OH-]= 10-5 
A= -logT 
0,69 = - logT 
T = 10-0,69 
T = 0,20 x 100 
T = 20% 
C=0,0200mol/L 
0,01 mol/ L.........0,346 
0,0200mol/L........A 
A=0,69 
 
3 
Ecatodo= -0,828 –0,02958 x log(9,8x10
-11) 
Ecatodo= -0,828 –0,02958 x (-10,008) 
Ecatodo= -0,828 + 0,296 
Ecatodo= -0,532V 
 
 
Eanodo= 0,535 – (0,05916/2) log[(I
-)3/(I-3)
 ] 
Eanodo= 0,535 – (0,05916/2) log[(0,01)
3/(3x10-6)] 
Eanodo= 0,535 – (0,05916/2) log[ 1x10
-6/ 3x10-6] 
Eanodo= 0,535 – (0,05916/2)x(-0,477) 
Eanodo= 0,535 +0,014 
Eanodo= 0,549 V 
 
 
(b) Suponha que a eletrólise aumente a [I−]s = 0,15 M mas que as outras concentrações permanecem 
inalteradas. Admita que a resistência da célula é 2,09Ω a corrente é 62,93 mA, a sobretensão do 
catodo é 0,382V e a sobretensão do anodo é 00,025V. Qual a diferença do ° ° 
potencial nessas condições? Dados: 𝐸H2O/O2,OH− = −0,828V; 𝐸𝐼−/,3𝐼− = 0,535V 
 
Ecatodo= -0,828 – (0,05916/2) log[PH2(OH
-)2 ] 
Ecatodo= -0,828 – (0,05916/2) log[0,98 (10
-5)2 ] 
Ecatodo= -0,828 – (0,05916/2) log[0,98 x10
-10 ] 
Ecatodo= -0,828 –0,02958 x log(9,8x10
-11) 
Ecatodo= -0,828 + 0,296 
Ecatodo= -0,532V 
 
 
Eanodo= 0,535 – (0,05916/2) log[(I
-)3/(I-3)
 ] 
Eanodo= 0,535 – (0,05916/2) log[(0,15)
3/(3x10-6)] 
Eanodo= 0,535 – (0,05916/2) log[ 3,375x10
-3/ 3x10-6] 
Eanodo= 0,535-0,02958 x log(0,003375/ 3x10
-6) 
Eanodo= 0,535 – (0,05916/2) log 1125 
Eanodo= 0,535-0,02958 x log1125 
Eanodo= 0,535-0,02958 x 3,051 
Eanodo= 0,535-0,0902 
Eanodo= 0,445 V 
 
Eletrodo corrigido (E) 
 
E= Ecatodo - Eanodo – i x R – sobretensões 
E= (-0,532) – (0,445) – ( 0,06293 x 2,09) – (0,382 + 0,025) 
E= -0,532-0,445 - 0,1315- 0,407 
E= -1,515 V 
 
 
E= Ecatodo - Eanodo 
E= -0,532 - 0,549 
E= - 1,081 V 
 
 
 
5.Um volume de 2,59 mL de uma solução contendo 0,8963 mg de cicloexeno/mL, passa por uma 
titulação coulométrica. Com uma corrente constante de 3,8925 mA, quanto tempo é necessário para 
completar a titulação? 
 
𝟐𝐁𝐫− → 𝐁𝐫𝟐 + 𝟐𝐞− 
 
 
Solução: 
V= 2,59 mL 
mcicloex/mL = 0,8963 mg 
i= 3,8925 mA= 3,8925 x 10-3 A (1C/s=1A) 
n=2 
F= 96485 C/mol 
t= ? 
 
Quantidade de ciclo-hexeno 
 
 ( 2,59 mL x 0,8963x 10-3g/mL) = 2,8259 x 10-5 mol 
 
 
 
ne = 2 x 2,8259 x 10-5 mol = 5,6519 x 10-5 mol 
 
ne = i x t 
 
 
t= (5 ,6519 x 10-5 mol x 96485 C/mol) = 1400,9 s 
 
 
 
Para completar a reação serão necessários 23,35 minutos. 
 
 
 
 
82,146 g/ mol 
F 
t = ne x F 
 i 
3,8925 x 10-3 C/s 
1min......60s 
 x 1400,9 s