Um eletrodo íon-seletivo para nitrato apresentou um potencia

Para resolver esse problema, utilizaremos a equação de Nernst para eletrodos íon-seletivos, que se expressa da seguinte forma:

onde: - $E$ é o potencial medido; - $E^0$ é o potencial padrão do eletrodo; - $R$ é a constante dos gases (8,314 J/mol·K); - $T$ é a temperatura em Kelvin; - $n$ é o número de elétrons envolvidos na reação do eletrodo (nitrate majoritariamente carregar carga de -1); - $F$ é a constante de Faraday (96485 C/mol); - $a$ é a atividade do íon, que pode ser aproximada pela sua concentração de forma direta para soluções diluídas.

Assumindo que a temperatura $T$ é de 298 K (25 °C, que é uma temperatura típica de laboratório), a equação de Nernst para um íon monovalente (como o NO3-) se simplifica para:

[ E = E^0 - 0,05916 \log[\text{NO}_3^-] ]

Dada a potencialidade do eletrodo na solução conhecida e desconhecida, podemos escrever:

Para o padrão: [ -0,200 = E^0 - 0,05916 \log[1,0 \times 10^{-4}] ]

Para a solução desconhecida: [ -0,150 = E^0 - 0,05916 \log[X] ]

Agora, vamos subtrair as duas equações para eliminar $E^0$:

[ (-0,150) - (-0,200) = 0,05916 (\log[1,0 \times 10^{-4}] - \log[X]) ]

[ 0,050 = 0,05916 (\log[1,0 \times 10^{-4}] - \log[X]) ]

[ \log[1,0 \times 10^{-4}] - \log[X] = \frac{0,050}{0,05916} ]

[ \log[1,0 \times 10^{-4}] - \log[X] \approx 0,8458 ]

[ \log[X] = \log[1,0 \times 10^{-4}] - 0,8458 ]

[ \log[X] = -4 - 0,8458 ]

[ \log[X] = -4,8458 ]

Para encontrar $X$, anti-logaritmamos:

Portanto, a concentração de nitrato na solução desconhecida é aproximadamente $1,4\times {10}^{-5}$ mol/L.