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Eletroquímica

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Eletroquímica

Mensagem por gama12 em Dom Nov 08 2015, 12:55

Uma questão de química do PAS 3 da UNB. Não consegui solucionar e também não encontrei ninguém que soubesse se alguém souber por favor me ajuda! Obs.: Por favor explicar os passos para a resolução

[img][/img]

   O potencial de membrana da célula nervosa em repouso pode ser medido por meio de um aparato cujo esquema é
mostrado na figura do texto I. O eletrodo de prata consiste em um fio de prata revestido por cloreto de prata, mergulhado em uma solução saturada de KCl. Esse eletrodo representa o cátodo nesse sistema e seu funcionamento é embasado na reação eletroquímica seguinte.

[img][/img]
Do lado de fora da membrana é colocado um eletrodo de referência, que funciona como ânodo e cujo potencial de redução é igual a + 272,1 mV a 25ºC. A voltagem mostrada no voltímetro é o potencial de membrana.

 > o potencial de membrana do neurônio em repouso é igual
a -90 mV a 25ºC;
> o KCL é a única fonte de íons cloreto da solução contida
no eletrodo de prata;
> 10^0,67 = 4,68.

Sabendo que o potencial de redução E do eletrodo de prata pode ser calculado por meio da equação[img][/img], em que os potenciais são dados em volts e a concentração de  Cl-, [Cl-], é dada em mol/L, faça o que se pede, desprezando, para a marcação na folha de respostas, a parte fracionária do resultado final obtido, após efetuar todos os cálculos solicitados

(a) Calcule, em mV, o potencial de redução do eletrodo de prata no citoplasma do neurônio. 
(b) Calcule, em mol/L, a concentração de Cl- na solução saturada de KCl existente no eletrodo de prata. Multiplique o valor encontrado por 100. 
(c) Calcule o valor da constante do produto de solubilidade, Kps, do cloreto de potássio.

gama12
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Re: Eletroquímica

Mensagem por Christian M. Martins em Dom Nov 08 2015, 13:25

Então é verdade que a UnB tá selecionando químicos formados em Harvard para estudar lá. Laughing

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Re: Eletroquímica

Mensagem por gama12 em Dom Nov 08 2015, 13:33

Christian M. Martins escreveu:Então é verdade que a UnB tá selecionando químicos formados em Harvard para estudar lá. Laughing
 É complicado, esse vestibular do Cespe é de ferrar qualquer um.

gama12
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Re: Eletroquímica

Mensagem por Christian M. Martins em Dom Nov 08 2015, 13:37

Tem o gabarito? Talvez eu tenha alguma resposta.

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Re: Eletroquímica

Mensagem por gama12 em Dom Nov 08 2015, 13:54

Eu só sei o da a e da b que dá 182 e 468, o da c não saiu na apostila e to tentando achar porque essa prova é antiga de 2003

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Re: Eletroquímica

Mensagem por Christian M. Martins em Dom Nov 08 2015, 14:00

E - E(redutor) = -90
E - 272,1x10^(-3) = -90x10^(-3)
E = 0,2721-0,09 = 0,1821 V (182,1 mV)
Arredondando (já que é requisitado no enunciado), obtém-se 182 mV.


E = E0 - 0,06log[Cl^(-)]
log[Cl^(-)] = (E0 - E)/0,06
log[Cl^(-)] = (0,2223 - 0,1821)/0,06 = 0,67
[Cl^(-)] = 10^(0,67) = 4,68 mol/L
4,68*100 = 468


O enunciado afirma que a solução de KCl é saturada. Temos, então:

Kps = [K^(+)][Cl^(-)]

Como o enunciado também expõe que a única fonte de cloreto é do KCl (nem precisava ser informado, já que a única outra fonte possível é AgCl, que é um sal insolúvel), podemos afirmar que [K^(+)] = [Cl^(-)]. Portanto, utilizando a equação acima:

Kps = [4,68]² = 21,9 mol².L^(-2)

Arredondando (novamente, porque o enunciado requisitou), obtemos 22 (mols.L^(-1))².


Essa é a típica questão que mata candidatos na ameaça: se trata de um raciocínio simples a ser tido num enunciado complexo.

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Re: Eletroquímica

Mensagem por gama12 em Dom Nov 08 2015, 15:54

Muito obrigado pela resolução! Eu só não entendi como esse cátodo funciona, e nem o que tinha a ver esse 90mV no meio da estória. Mas, no fim eu acabei de ver que posteriormente a UNB anulou essa questão. Acho que porque o enunciado tava muito confuso mesmo, mas os gabaritos estão batendo com a sua resolução. Vlw

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Re: Eletroquímica

Mensagem por Christian M. Martins em Seg Nov 09 2015, 01:12

Entender como o cátodo funciona não é necessário para a resolução da questão; basta notar que os diferentes potenciais de redução apresentam incógnitas diferentes. Relacionando-as como requisitado pelo enunciado, obtém-se o resultado desejado.

Os -90 mV indicados na primeira equação foram postos ali em via dos dados do enunciado: ele indica que a "voltagem" demonstrada no voltímetro deve ser o potencial de membrana, que são os -90 mV.

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