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 ( ):
  1. Redução do Níquel:
  2. 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 ( é) usando a fórmula:
éáâ
Substituindo os valores:
é

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:
é
Onde:
  • é o potencial da célula.
  • é 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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