Calcule o potencial de uma célula eletroquímica com
e Ni(
um compartimento
e
no outro compartimento. Um condutor externo liga os dois eletrodos e uma ponte salina de KCl liga as duas soluções. Dados:
e
e
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de célula eletroquímica juntos! O que a gente tem aqui é uma célula formada por dois eletrodos: um de níquel (
) e outro de cádmio (
). As soluções ao redor desses eletrodos têm concentrações diferentes de nitrato de níquel (
) e nitrato de cádmio (
). Nosso objetivo é calcular o potencial dessa célula eletroquímica. Para isso, vamos precisar usar a Equação de Nernst, que nos ajuda a calcular o potencial de eletrodo considerando as concentrações dos íons envolvidos.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as duas semi-reações e seus potenciais padrão (
):
-
Redução do Níquel:
-
Redução do Cádmio:
Passo 3
Agora, precisamos determinar qual eletrodo vai ser o ânodo (oxidação) e qual ser�� o cátodo (redução). Para isso, comparamos os potenciais padrão:
- O eletrodo com menor
será o ânodo. - O eletrodo com maior
será o cátodo.
Aqui,
e
. Como -0,403 V é menor que -0,250 V, o cádmio será o ânodo e o níquel será o cátodo.
Passo 4
Vamos escrever as semi-reações com seus processos de oxidação e redução:
-
Ânodo (Oxidação do Cádmio):
-
Cátodo (Redução do Níquel):
Observe que invertemos a reação do cádmio para que ela represente a oxidação, e o sinal do
também mudou.
Passo 5
A próxima etapa é calcular o potencial padrão da célula (
) usando a fórmula:
Substituindo os valores:
Passo 6
Agora, como as soluções têm concentrações diferentes das dos íons, precisamos usar a Equação de Nernst para ajustar o potencial da célula. A equação geral é:
Onde:
-
é o potencial da célula. -
é o potencial padrão da célula. -
é o número de elétrons transferidos na reação. -
é o quociente de reação.
Passo 7
Vamos identificar cada componente:
- Número de elétrons (
): Nas duas semi-reações, . - Quociente de reação (
): É dado por .
Substituindo os valores fornecidos:
Passo 8
Agora, vamos substituir tudo na Equação de Nernst:
Calculando:
Portanto:
Resposta
O potencial da célula eletroquímica é aproximadamente
.
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