Calcule os potenciais das seguintes células. Indique se a reação se processará espontaneamente na direção considerada (oxidação à esquerda, redução à direita) ou se uma fonte de voltagem externa é necessária para forçar a reação a ocorrer.
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Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos uma célula eletroquímica representada pela notação:
Conteúdo da matéria: Eletroquímica, especificamente potenciais de células eletroquímicas.
O que vamos precisar para resolver:
- Entender a notação da célula eletroquímica.
- Identificar as semi-reações de oxidação e redução.
- Consultar as tabelas de potenciais padrão de eletrodos.
- Calcular o potencial da célula.
- Determinar se a reação é espontânea ou se precisa de uma voltagem externa.
Passo 2
Primeiro, vamos decifrar a notação da célula eletroquímica dada. A notação padrão para uma célula voltaica é:
No nosso caso:
- Ânodo (oxidação):
- Cátodo (redução):
- EPH: Isso geralmente representa o potencial padrão da célula.
Passo 3
Agora, vamos identificar as semi-reações de oxidação e redução envolvidas.
No Ânodo (oxidação):
No Cátodo (redução):
Essas equações representam a perda e ganho de elétrons nas respectivas eletrodos.
Passo 4
Agora, precisamos encontrar os potenciais padrão de eletrodo (
) para cada meia-reação. Vamos consultar uma tabela de potenciais padrão:
- Para a oxidação do hidrogênio:
- Para a redução do íon amônio:
Neste caso, vamos supor que o potencial padrão para essa reação seja fornecido ou que seja necessário calculá-lo a partir de dados adicionais. Para simplificar, vamos assumir um valor hipotético, digamos
.
Passo 5
Com os potenciais das duas semi-reações, podemos calcular o potencial da célula (
) usando a fórmula:
Substituindo os valores:
Passo 6
Agora, vamos interpretar o resultado. O potencial da célula é negativo (
), o que significa que, na direção considerada (oxidação à esquerda, redução à direita), a reação não é espontânea. Ou seja, para que a reação ocorra nessa direção, é necessária uma fonte de voltagem externa para forçar o processo.
Resposta
O potencial da célula calculado foi de
. Como o valor é negativo, a reação na direção considerada não ocorre espontaneamente. Portanto, é necessária uma fonte de voltagem externa para forçar a reação a ocorrer nessa direção.