Calcular o potencial para a célula:
Zn(s) / ZnCl2(0,120 mol / L) / / Cl2(g)(1,15 atm), KCl(0,105 mol / L) / Pt

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 ( Zn (s) Zn^2+ (aq) + 2e^- ) se oxida a íons zinco ( Cl2 (g) + 2e^- 2Cl^- (aq) ).
  • Cátodo (redução): Cloro gasoso ( ) é reduzido a íons cloreto ( ).

Passo 3

Agora, precisamos saber os potenciais padrão de redução ( Zn (s) Zn^2+ (aq) + 2e^- E^circ = -(-0,76) = +0,76 , V ) 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 ( E^circcélula = E^circcátodo - E^circânodo = 1,36 , V - (-0,76 , V) = 2,12 , V é) usando a diferença entre os potenciais do cátodo e do ânodo:
éáâ

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:
E = E^circcélula - 0,0592n log Q é
Onde:
  • (número de elétrons transferidos)
  • é o quociente de reação

Passo 6

Vamos calcular Zn (s) + Cl2 (g) Zn^2+ (aq) + 2Cl^- (aq) . A reação global é:
Q = [Zn^2+][Cl^-]^2PCl2
Então,
Q = 0,120 times (0,105)^21,15 = 0,120 times 0,0110251,15 = 0,0013231,15 approx 0,00115
Substituindo os valores fornecidos:

Passo 7

Agora, aplique o valor de E = 2,12 , V - 0,05922 log (0,00115) na Equação de Nernst:
log (0,00115) approx -2,938
Calculando o logaritmo:
E = 2,12 , V - 0,05922 times (-2,938) = 2,12 , V + 0,087 , V = 2,207 , V
Então,

Resposta

O potencial da célula é aproximadamente 2,21 V.

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