Calcular o potencial para a célula:
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem um problema de química envolvendo uma célula eletroquímica e precisa calcular o potencial dela. Isso está ligado à eletroquímica, que estuda as relações entre eletricidade e reações químicas. Para resolver isso, vamos precisar identificar as reações que ocorrem na célula, usar as potenciais padrão dos eletrodos e aplicar a Equação de Nernst para levar em conta as concentrações e pressões dadas.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os semicondutores (ou eletrodos) da célula e as respectivas reações de redução e oxidação. Na célula que você forneceu:
-
Ânodo (oxidação): Zinco metálico (
) se oxida a íons zinco ( ). -
Cátodo (redução): Cloro gasoso (
) é reduzido a íons cloreto ( ).
Passo 3
Agora, precisamos saber os potenciais padrão de redução (
) para cada meia-reação. Esses valores geralmente estão em tabelas de eletroquímica:
- Redução do
: - Redução do
:
Como o zinco está sendo oxidado, usaremos o valor oposto para seu potencial:
Passo 4
O próximo passo é calcular o potencial padrão da célula (
) usando a diferença entre os potenciais do cátodo e do ânodo:
Passo 5
Agora, como as concentrações dos íons e a pressão do gás Cl₂ são diferentes das condições padrão, vamos usar a Equação de Nernst para ajustar o potencial:
Onde:
-
(número de elétrons transferidos) -
é o quociente de reação
Passo 6
Vamos calcular
. A reação global é:
Então,
Substituindo os valores fornecidos:
Passo 7
Agora, aplique o valor de
na Equação de Nernst:
Calculando o logaritmo:
Então,
Resposta
O potencial da célula é aproximadamente 2,21 V.