Potenciometria e Elétrodos Flashcards
o que é uma célula eletroquímica?
par de elétrodos, cada um imerso numa solução eletrolítica adequada. Quando ligados por um condutor externo, ocorre num deles uma reação de oxidação e no outro uma reação de redução.
Quais os dois tipos de células eletroquímicas que existem ?
galvânicas ou voltaicas e eletrolíticas
Qual a principal diferença entre células galvânicas e eletrolíticas?
galvânicas - convertem de forma espontanea energia quimica em energia elétrica
eletrolíticas - utilizam a energia elétrica proveniente de um gerador externo para forçar uma reação química
Qual a grandeza medida em potenciometria?
força eletromotriz em função da concentração
Quais os dois tipos de análises potenciométricas que se podem realizar?
- Potenciometria Direta: medida direta do potencial de elétrodo a partir do qual se calcula a concentração do ião ativo
- Titulações Potenciométricas: medida da variação da fem de uma célula em consequência de adição de reagente limitante
Distinga oxidação de redução
oxidação: perda de eletrões, aumento do número de oxidação
redução: ganho de eletrões, diminuição do número de oxidação
Qual o princípio da pilha galvânica?
a oxidação do zinco e a redução do cobre podem ocorrer simultaneamente em locais separados, com transferência de eletrões através de um condutor externo. À medida que a reação progride, é produzido um fluxo contínuo de eletrões e portanto produz-se eletricidade
Por definição no ânodo ocorre oxidação/redução e no cátodo ocorre oxidação/redução?
No ânodo ocorre oxidação e no cátodo ocorre redução
Quais as características da ponte salina?
- faz a ligação das soluções por um meio condutor através do qual os catiões e os aniões se podem mover
- Contém um eletrólito inerte (KCl ou NH4NO3)
- As extremidades da ponte contém um material poroso
A ponte salina tem como objetivos:
1) isolar as duas semi-células de modo a prevenir a reação direta entre os iões cobre e o elétrodo de
zinco;
2) Permitir que os iões migrem de um compartimento para o outro, mantendo a eletroneutralidade
das soluções mas impedindo que estas se misturem
Quais os principais objetivos da ponte salina?
1) isolar as duas semi-células de modo a prevenir a reação direta entre os iões cobre e o elétrodo de zinco;
2) Permitir que os iões migrem de um compartimento para o outro, mantendo a eletroneutralidade das soluções mas impedindo que estas se misturem
O fluxo espontâneo de eletróes dá-se do cátodo para o ânodo ou do ânodo para o cátodo?
ânodo para cátodo ou seja do elétrodo de zinco para o elétrodo de cobre
Na solução, os catiões movem-se na direção do cátodo e os aniões na direção do ânodo?
Sim
Poque motivo existe uma corrente elétrica?
há uma diferença de potencial entre o ânodo e o cátodo por isso os eletrões movem-se, formando a corrente elétrica
O que medimos (qual a unidade) e com que aparelho?
força eletromotriz (volts) com um voltímetro
Como se faz um diagrama de pilha correto?
oxidação do lado esquerdo + concentração, ponte salina a meio (representada por 2 traços na vertical) e redução do lado direito + concentração
É possível medir o potencial de um elétrodo isolado?
É impossível medir o potencial de um elétrodo isolado. O que se pode é medir uma diferença de potencial entre dois elétrodos
Como se pode medir então o potencial de cada um dos elétrodos?
Potenciais-padrão de redução, como o de hidrogénio. Ao fixarmos um elétrodo como zero podemos determinar os valores relativos dos outros elétrodos em relação a outro
O que é o potencial padrão de redução?
Potencial associado à redução que ocorre num elétrodo quando todos os solutos possuem concentração 1M e todos os gases estão a 1 atm. O potencial-padrão de redução do elétrodo de hidrogénio é zero .
Como sabemos o potencial de um elétrodo?
O potencial de um elétrodo é igual à fem de uma célula
formada pela combinação do semi-elemento de pilha que inclui o elétrodo e de outro semi-elemento que é o elétrodo normal (ou padrão) de hidrogénio (por convenção = zero)
Quais os dois elétrodos que existem numa célula
Elétrodo de referência (cujo potencial é reproduzível e constante) e elétrodo indicador (cujo potencial tem interesse)
Como se determina (cálculos) o potencial da pilha?
Eo (pilha) = Eo (cátodo) – Eo (ânodo)
O que é a série eletroquímica?
lista de potenciais padrão de redução de semi-reações
Quanto mais positivo o potencial padrão maior/menor tendência tem para ser reduzida?
maior reduzida (melhor agente oxidante)
Em que casos utilizamos a equação de Nerst?
quando as condições são diferentes das condições-padrão
Que variáveis a equação de nerst relaciona?
fem e concentração dos produtos e reagentes
Em potenciometria qual destes é o anôdo e o cátodo: o elétrodo indicador ou elétrodo de referência?
indicador- cátodo
referência- anodo
Qual o princípio em que se baseia a potenciometria?
baseia-se na medição do potencial dum eléctrodo indicador em relação a um eléctrodo de referência, quando não passa corrente através da solução em que estão mergulhados.
O que é necessário para a potenciometria?
Eléctrodo de referência
Eléctrodo indicador
Dispositivo de medida do potencial (potenciómetro)
Para que finalidade se usam determinações potenciométricas diretas?
determinar o ph de uma solução, por exemplo
Quais as diferenças entre o elétrodo de referência e o elétrodo indicador?
Elétrodo de referência
Potencial constante, conhecido e insensível à composição da solução em estudo.
Elétrodo indicador
Resposta rápida e reprodutível, selectivo para o ião que se pretende analisar
Na representação da pilha onde fica o elétrodo indicador e o de referência?
Elétrodo de referência | ponte salina | solução analito | elétrodo indicador
Diga 3 exemplos de elétrodos de referência
Elétrodo Normal de Hidrogénio (ENH)
Elétrodo de Prata/Cloreto de prata
Elétrodo de Calomelanos (KCl)
Por convenção IUPAC, um eléctrodo de referência é SEMPRE escrito como um ânodo/cátodo
Por convenção IUPAC, um eléctrodo de referência é SEMPRE escrito como um ânodo
Qual a desvantagem do elétrodo de hidrogénio?
a duração do eléctrodo é de 7-20 dias, depois deve depositar-se uma camada de negro de Pt. Não é prático para trabalhos de rotina
Quando se usa o ENH?
O ENH usa-se principalmente para aferição de outros eléctrodos: eléctrodos de referência.
Em que consiste o elétrodo de prata/cloreto de prata?
Elétrodo de prata imerso em uma solução de KCl
saturada com AgCl
Quais as vantagens do elétrodo de prata?
Vantagens: uso geral utilização até 250ºC aplica-se a soluções não aquosas menor toxicidade
Em que consiste o elétrodo de calomelanos?
Elétrodo formado por mercúrio em contacto com uma solução saturada de cloreto de mercúrio (I) (calomelano, Hg2Cl2) e que contém uma quantidade conhecida de KCl. O elétrodo depende da concentração do ião Cl. Por esse motivo a concentração de KCl deve ser sempre referida
Dentro dos indicadores metálicos quais as categorias que existem?
1ª Classe (ordem)
2ª classe
3ª classe
Redox (Inertes)
Em que consiste os elétrodos indicadores metálicos de 1ª classe?
- Constituídos por um metal em contacto com uma solução contendo iões do próprio metal.
- desenvolvem um potencial elétrico em resposta a uma reação
redox na superfície do metal
Em que consiste os elétrodos indicadores metálicos de 2ª classe?
Constituídos por um metal recoberto com um sal pouco solúvel do metal em contacto com uma solução do anião do sal.
Respondem à actividade do anião na solução.
Em que consiste os elétrodos indicadores metálicos de 3ª classe?
Constituídos por um metal em contacto com dois sais pouco solúveis: um deles contém o catião desse metal e o outro contém o catião a ser determinado. Os sais pouco solúveis devem ter um anião comum.
Em que consistem os elétrodos inertes?
- Constituídos por um metal inatacável, em contacto com uma solução contendo os estados oxidados e reduzidos de um sistema de oxidação-redução.
- Pt, Au, Pd ou outros metais inertes servem como elétrodos indicadores
Em que consistem os elétrodos indicadores de membrana?
- Não envolvem um processo redox
2. Baseiam-se na formação de potenciais através de membranas semipermeáveis que devem deixar passar o analito
Quais as características ideias que as membranas devem ter?
Solubilidade mínima - deve ser próxima de zero. As membranas são formadas por moléculas grandes ou agregados moleculares, vidros ou resinas poliméricas.
Condutividade eléctrica - deve ocorrer mesmo que seja baixa. A condução ocorre sob a forma de migração de iões dentro da membrana.
Reactividade selectiva - a membrana deve-se ligar selectivamente ao elemento a analisar. Podem ocorrer três tipos de ligações:
i) Troca-iónica
ii) Cristalização
iii) Complexação
Descreva o elétrodo de membrana de vidro
a membrana é higroscópica
O eléctrodo de vidro é constituído por um vidro sensível à concentração de H+ exterior e contém no seu interior uma solução de HCl 0,1M saturada com AgCl.
O elétrodo de referência Ag/AgCl está mergulhado na solução de HCl 0,1 M.
Este eléctrodo faz a ligação com o medidor
de pH assim como o eléctrodo de referência
externo; os dois elétrodos vão medir a
diferença de potencial através da membrana
de vidro.
Em que consiste o elétrodo de vidro para ph?
é um elétrodo combinado (referência e indicador)
Como se determina o ph?
- A [H+] é constante no interior da membrana de vidro, a única variável é o pH da solução (que contém o analito), situada na parte externa da membrana de vidro
Quais as preocupações com o elétrodo de ph?
deve ser calibrado regularmente (no mínimo todos os dias) com soluções tampão
Quais as causas possíveis de erro nas leituras com elétrodo de ph?
Hidratação da membrana
Incertezas na calibração
Tempo de equilíbrio (± 30 s com agitação)
Temperatura
Limpeza do elétrodo
Erro alcalino (interferência Na+) - o pH medido é menor que o verdadeiro
Erro ácido (interferência H+) - o pH medido é maior que o pH verdadeiro
Que elétrodo de precipitado ou membrana cristalina existe?
Eléctrodo para a determinação de fluoretos:
membrana cristalina constituída por LaF3 dopado com EuF2 de
modo a aumentar a condutividade da membrana. Nas duas interfaces da membrana existe uma diferença de potencial das concentrações em ião fluoreto
Para que servem os elétrodos de membrana líquida?
Eléctrodo para a determinação de Cálcio. As membranas líquidas são preparadas a partir de
líquidos imiscíveis que são retidos num suporte
sólido inerte poroso e que se ligam de forma
seletiva a certos iões.
O que são elétrodos sensores para gases? Diga um exemplo
São células electroquímicas com um eléctrodo específico para um dado ião e um
eléctrodo de referência, imersos numa solução interna, separada da solução a analisar por uma membrana permeável às moléculas gasosas de um determinado composto.
Ex: sensor para a determinação do CO2
O que é um biosensor?
Um biosensor (usa enzimas) contém um componente biológico que garante a especificidade e produz uma resposta que é traduzida pelo transdutor num sinal ótico ou elétrico
Quais as características que um biosenor deve ter?
boa estabilidade, rápido tempo de resposta, boa selectividade, baixo limite de detecção boa exactidão.
