Calcule os potenciais de eletrodo das seguintes meias-células:

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o exercício pede. Precisamos calcular os potenciais de eletrodo para duas meias-células que envolvem íons de ferro: com concentração e com concentração . Vamos usar a Equação de Nernst para encontrar esses potenciais. Para isso, precisaremos saber a reação envolvida e os potenciais padrão de eletrodo.

Passo 2

Vamos identificar a reação redox que ocorre na meia-célula. A reação é a redução de para :
Essa é a reação que vamos analisar para calcular o potencial de eletrodo.

Passo 3

Precisamos do potencial padrão de eletrodo ( ) para essa reação. Supondo que o potencial padrão para a redução de para seja . Esse valor é geralmente encontrado em tabelas de potenciais padrão.

Passo 4

Vamos aplicar a Equação de Nernst, que relaciona o potencial de eletrodo com as concentrações dos íons envolvidos:
Onde:
  • é o potencial de eletrodo que queremos encontrar.
  • é o potencial padrão ( ).
  • é o número de elétrons transferidos na reação (neste caso, ).
  • e são as concentrações dos íons.

Passo 5

Substituímos os valores na equação:

Passo 6

Calculamos a razão das concentrações:

Passo 7

Calculamos o logaritmo dessa razão:

Passo 8

Substituímos de volta na equação de Nernst:

Resposta

O potencial de eletrodo das meias-células é aproximadamente .

Exercícios relacionados

Calcule os potenciais de eletrodo das seguintes meias-células:
Ao analisar o transporte de massa de oxigênio dissolvido no filme em queda, você pode assumir o seguinte: (1) o processo é diluído em relação ao oxigênio dissolvido no fluido; (2) O filme líquido em queda tem um perfil de velocidade plano com velocidade á; (3) o espaço de gás contém sempre de oxigênio; (5) a largura do filme líquido, W, é muito maior que o comprimento do filme líquido, L.
a) Simplifique a equação diferencial geral para transferência de . Se sua análise sugerir mais de uma dimensão para fluxo, forneça uma equação de fluxo simplificada para cada coordenada de interesse.
b) Forneça uma equação diferencial simplificada em termo dos fluxos e outra equação diferencial em termos da concentração de oxigênio .
c) Liste as condições de contorno associadas ao processo de transferência de massa de oxigênio.
O soluto de benzeno não adsorve nas superfícies internas dos poros. O benzeno é muito pouco solúvel em água e tem um diâmetro molecular de . O processo é isotérmico à 298 K . A concentração de benzeno dissolvido na água ao redor da partícula, , é constante com o tempo. O volume crítico de benzeno é de 259 cm³/gmol. O coeficiente de difusão efetiva do benzeno dentro da partícula porosa foi calculado no Problema 24.25.
Começando com a equação diferencial geral para transferência de massa de benzeno, desenvolva um modelo diferencial para descrever o perfil de concentração de benzeno, espécie A, dentro da partícula mineral inerte, porosa e esférica. Estabeleça hipóteses/condições iniciais razoáveis para o processo.
Calcule o potencial teórico de cada uma das seguintes células. Elas estão escritas como galvânicas ou eletrolíticas? M),