Universidade do Estado do Rio de Janeiro Departamento de Fsico-Qumica Eletroqumica e Fenmenos de Superfcie - QUI 05-09556 Profa. Angela Sanches Rocha

1a Lista de exerccios

Questes gerais: 1) Explicar as diferenas entre condutor eletrnico e condutor eletroltico com

relao ao transporte de cargas. 2) O que se entende por eletrlito fraco e eletrlito forte? 3) Definir: a) mobilidade eletrnica; b) resistividade; c) condutividade; d) resistncia;

e) condutncia. Quais so as unidades destas grandezas? 4) Que fatores so responsveis pela capacidade de uma soluo eletroltica conduzir

corrente eltrica? 5) Como se pode medir a condutncia ou a condutividade de uma soluo

eletroltica? 6) Explicar o efeito da temperatura sobre a condutividade do condutor eletrnico e do

condutor eletroltico. 7) Explicar o efeito da concentrao sobre a condutividade de um condutor

eletroltico. 8) Definir condutncia e condutividade molar. Quais as suas unidades? 9) Quais os efeitos que explicam o fato da condutividade molar de um eletrlito

diminuir com o aumento da concentrao? Que relaes exprimem a dependncia da condutividade molar com a concentrao? Quais os limites de validade destas equaes?

10) Por que se observa experimentalmente que a condutividade limite uma propriedade aditiva?

11) Como se enuncia a lei da migrao independente dos ons? 12) Definir mobilidade inica e nmero de transporte. 13) Qual a relao entre mobilidade inica e condutividade molar inica? 14) Como a mobilidade inica e o nmero de transporte variam com a concentrao? 15) Como se pode determinar a condutividade molar diluio infinita de um

eletrlito forte? E de um eletrlito fraco? 16) Explicar o que o efeito de relaxao e o efeito eletrofortico e como atuam

sobre a migrao inica. 17) Explicar o que o raio de hidratao de um on em soluo. 18) Que relao existe entre a mobilidade de on e seu tamanho? 19) Descreva os mtodos de medida do nmero de transporte.

Exerccios 1.1) Estimar a massa de cobre que ser depositada com a passagem de uma corrente

de 0,5 A durante 2 h na eletrlise de uma soluo de sulfato de cobre. Resp. 1,18 g 1.2) Na eletrlise de uma soluo de CuCl2(aq) foi depositado 1,12 g de cobre

metlico no ctodo. Qual a massa de cloro produzida? Resp. 1,25 g 1.3) A 25 C, foi medida uma resistncia de 177,5 para uma soluo de cloreto de

sdio 0,05 mol/L. Previamente, a clula de condutividade foi calibrada, na mesma temperatura, com uma soluo de KCl 0,1 mol/L, obtendo-se uma resistncia de 76,42 . Considerando que a condutividade do KCl 0,1 mol/L a 25 C 1,2896 102 S/cm, determinar a condutividade da soluo de NaCl.

Resp. 5,51x10-3 S cm-1

1.4) A partir dos dados de condutividade de solues de KCl a 25C apresentados abaixo, determinar a condutividade limite com o auxlio da Lei de Kohlrausch. c (mol/L) 0,0005 0,0010 0,0050 0,0100 0,0200 0,0500 0,1000 k (mS/m) 7,3905 14,695 71,675 141,27 276,68 666,85 1289,6

Discuta a validade da lei para a faixa de concentrao estudada. Resp.149,87 S cm2 mol-1 (usando os 3 primeiros pontos apenas) 1.5) Determinar a condutividade molar limite do cido actico a partir das

condutividades limites dos seguintes eletrlitos fortes, a 25 C: NaCl = 126,5 Scm2 mol-1, HCl = 426,2 Scm2 mol-1 e NaOOCCH3 = 91,0 Scm2 mol-1.

Resp. 390,7 Scm2 mol-1 1.6) A condutividade de uma soluo de cido actico 0,01 mol/L 16,23 mS/m, a

25C. Estimar o grau de dissociao do cido actico. Resp. 4,15 % 1.7) A partir das condutividades molares limites do NaCl (126,5 Scm2 mol-1) e do

KCl (149,9 Scm2 mol-1 ) e dos nmeros de transporte limites do Na+ em NaNO3 (0,4121) e do K+ em KNO3 (0,5070), a 25 C, calcular: as condutividades molares limites do NaNO3 e do KNO3, as condutividades inicas limites e os nmeros de transporte dos ons Na+, K+, Cl e NO3.

Respostas: NaCl KCl NaNO3 KNO3 (S cm2 mol-1) 126,5 149,9 121,6 145,0 + (S cm2 mol-1) 50,1 73,5 50,1 73,5

-

(S cm2 mol-1) 76,4 76,4 71,5 71,5 t+

0,396 0,490 0,4121 0,5070 t-

0,604 0,510 0,5879 0,4930 1.8) Calcular a condutividade molar diluio infinita do cido actico, a partir das

condutividades molares diluio infinita dos eletrlitos abaixo: Eletrlito (ohm-1 cm2 mol-1)

HCl 425,96 CH3COONa 94,58

NaCl 126,39

Resp. 394,15 Scm2 mol-1 1.9) Um grama de NaCl dissolvido em 2.000 litros de gua a 25 oC, dando uma

soluo que pode ser considerada como infinitamente diluda. Pergunta-se: a) qual a condutividade da soluo? b) qual a resistncia que apresentar se a constante da clula de

condutividade for 0,2 cm-1? A condutividade molar diluio infinita do NaCl vale 126,39 ohm-1 cm2 mol-1.

Resp. 1,08x10-6 S cm-1; 1,85x105 1.10) A resistncia de uma clula de condutividade contendo soluo de KCl 0,01 M

525 ohms, a 25 oC. A resistncia da mesma clula contendo soluo de NH4OH 0,1 M 2030 ohms. Estimar a constante de dissociao do NH4OH, sabendo-se que as condutncias molares inicas diluio infinita so, em ohm-1 cm2 mol-1 do NH4+ = 73,5 e do OH- = 198,0. A condutividade da soluo de KCl 0,01N, a 25 oC vale 1,42x10-3 ohm-1/cm.

Resp. 1,86x10-5 mol L-1

1.11) A tabela seguinte fornece os valores da condutividade molar, em ohm-1 cm2 mol-1, de solues aquosas de cido clordrico em funo da temperatura e da concentrao.

c (M) 25 oC 35 oC 45 oC 55 oC 65 oC 0,0001 424,5 487,0 547,9 606,6 662,9 0,0005 422,6 484,7 545,2 603,5 660,0 0,001 421,2 483,1 543,2 601,3 657,8 0,005 415,7 476,7 535,5 592,6 647,3 0,01 411,9 472,2 530,3 586,5 641,2 0,05 398,9 456,7 512,4 562,6 616,9 0,1 391,1 446,8 501,1 552,8 602,8

Estimar: a) a condutividade molar a diluio infinita do HCl a 25 oC e a 55 oC; b) a condutividade molar das solues do cido 0,0001 M e 0,05 M a 40 oC; c) as mobilidades inicas e os nmeros de transporte dos ons H+ e Cl- na soluo

0,0001 M do cido a 65 oC, em que a condutividade molar inica do H+ diluio infinita a 25 oC vale 349,38 ohm-1 cm2 mol-1.

Resp. 425,7 S cm2 mol-1; 549,6 S cm2 mol-1; 515,8 S cm2 mol-1; 482,4 S cm2 mol-1; 5,65x10-3 cm2 V-1 s-1; 1,25 cm2 V-1 s-1; 0,819; 0,181

1.12) A 18 oC, a mobilidade inica a diluio infinita do on amnio vale 6,6x10-4 cm2/V.s e a do on clorato 5,7x10-4 cm2 V-1 s-1. Calcular a condutividade molar do clorato de amnio e o nmero de transporte dos dois ons.

Resp. 118,7 -1 cm2 mol-1; 0,537; 0,463 1.13) A 18 oC, a condutividade molar diluio infinita para o nitrato de prata

igual a 133,32 ohm-1 cm2 mol-1. Qual a mobilidade do on Ag+? O nmero de transporte do on Ag+ vale 0,471 para este eletrlito.

Resp. 6,51x10-4 cm2 V-1 s-1