UFMA CCET DETQI PROFa DRa SNIA TANAKA EXPERIMENTO Determinao dos
Valores de Potencial e Nmero de Eltrons do Par
FeIII(Cn)63-/FeII(Cn)64- por Voltametria CclicaIntroduo Mtodo
eletroanaltico: Baseados em medidas de propriedades eltricas
(corrente, tenso e resistncia) das espcies qumicas. So eles:
Potenciometria, Coulometria, Voltametria, Condutometria,
Eletrogravimetria Conceito de Voltametria: O potencial aplicado
entre os dois eletrodos em forma de varredura, isto , variando-o a
uma velocidade constante em funo do tempo. O potencial e a corrente
resultante so registrados simultaneamente. A curva corrente vs.
potencial obtida chamada de voltamograma. Voltametria cclica Mtodo
usado para avaliar mecanismos de reaes redox em soluo; A resposta
de corrente de um pequeno eletrodo estacionrio em uma soluo mantida
em repouso excitada na forma de uma onda triangular; A onda
triangular produz uma varredura no sentido direto e inverso; Ciclo
repetido diversas vezes.
Reao reversvel: O potencial de reduo formal (E0) de um par
reversvel centrado entre o potencial do pico andico e o catdico, ou
seja: E0 = (Epa + Epc)/2 O nmero (n) de eltrons transferidos na
reao de eletrodo para um par reversvel pode ser determinado por
meio da separao entre os potenciais de picos e aproximadamente
0,059 V. Para um sistema reversvel, a corrente de pico descrita
pela equao de Randles-Sevcik (varredura direta do primeiro ciclo):
Ip = 2,69x10 n onde: Ip =corrente de pico (A), n = nmero de
eltrons, A = rea do eletrodo (cm), D = coeficiente de difuso 2 3
(cm /s), c = concentrao (mol/cm ), v = velocidade de varredura
(v/s).5 3/2
AD
1/2
cv
Potenciostato: O sistema potenciosttico de trs eletrodos
constitudo por: (1) fonte: sinal cc varivel, bateria ligada em srie
com resistor varivel R; (2) eletrodo de trabalho, eletrodo de
referncia e eletrodo de suporte; (3) eletrlito de suporte; (4)
voltmetro digital resistncia elevada (>1011 ) no deixa passar
corrente pelo medidor e eletrodo de referncia. (5) A corrente flui
entre eletrodo de trabalho e eletrodo de suporte. (6) Sinal de
corrente resultante medido em funo do potencial aplicado entre
eletrodo de trabalho e de referncia.
Clula eletroqumica: trs eletrodos imersos em soluo contendo o
analito e um excesso de eletrlito no reativo (eletrlito
suporte).
Tipos e funes de cada eletrodo A) Microeletrodo (de trabalho):
onde ocorre a reao de interesse. O microeletrodo comumente feito de
um material inerte, como ouro, platina, carbono, mercrio. Quando o
microeletrodo constitudo de um eletrodo gotejante de mercrio, a
tcnica chamada de polarografia. b) Eletrodo de referncia
(geralmente de calomelano saturado ou de Ag / AgCl. Possui
potencial conhecido, para ser comparado ao novo potencial da reao.
c) Eletrodo auxiliar: fio enrolado de Pt: conduz eletricidade da
fonte para o microeletrodo. Eletrlito de suporte: soluo de um sal
conhecido que serve para medir a condutividade da soluo: cidos:
HCl, H2SO4, H3PO4, etc., Bases: NaOH, KOH, NH4OH, etc. e Tampes:
citrato, fosfato, borato, etc. Desaerar a soluo: H a necessidade da
remoo do oxignio atmosfrico dissolvido nas solues. Isto porque o O2
eletroativo e produz duas ondas polarogrficas nessa regio
(catdica). Por isso tem que desaerar a soluo pela passagem de um gs
inerte, isento de O 2. As tcnicas voltamtricas so aplicadas na
determinao de elementos eletroativos a nvel de traos, apresentando
resultados com boas preciso e exatido. Este experimento objetiva
utilizar a tcnica de voltametria cclica (VC) para determinar os III
3II 4valores de potencial (Ep) e nmero de eltrons (n) do par Fe
(CN)6 /Fe (CN)6 . Procedimento Preparar uma soluo estoque de
K3Fe(CN)6 1,0 mM em Na2SO4, 0,5 mol/L. Efetuar um pr-tratamento da
superfcie do eletrodo de trabalho atravs de um polimento com
alumina, lavagem com gua e ultra-som. Preencher a clula
eletroqumica com K3Fe(CN)6 at imerso dos eletrodos. Desaerar a
soluo com gs inerte (N2 ou argnio) por 10 min. Durante a
desoxigenao, ajustar os parmetros do equipamento (com eletrodo de
trabalho desconectado): Ei = -200 mV; Ef = +800 mV; direo =
negativa para a positiva; v = 100 mV/s. Conectar o eletrodo de
trabalho. III 3II 4 Iniciar a varredura para obter o voltamograma
cclico (VC) do par redox Fe (CN)6 /Fe (CN)6 . Os efeitos de v so
observados, repetindo um experimento VC para cada velocidade (25,
50, 75, 100 mV/s). Tratamento de dados: Do voltamograma cclico
obtido para o par Fe (CN)6 / Fe (CN)6 , em eletrodo +2 +3 de
platina, determinar os valores de Ep (potencial de pico do par Fe
/Fe ). Bibliografia Consultada Kissinger, P. T. e Heineman, W. R.
Laboratory Techniques in Electroanalytical Chemistry , Dekker, New
York. 2007. Skoog, D. A.; Holler, F. J. e Nieman, T. A. Princpio de
Anlise Instrumental, Artmed Editora S.A, So Paulo, 2009.III 3II
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