Calcule o potencial de um eletrodo de cobre ( E^0 Cu^2+ / Cu)=+0,337 V ) imerso em:
Cu(NO3)2 0,0440 mol / L

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente precisa calcular o potencial de um eletrodo de cobre, que tem um potencial padrão de E^0 Cu^2+ / Cu = +0,337 V. Esse eletrodo está imerso em uma solução de nitrato de cobre com concentração de 0,0440 mol/L. Vamos usar a equação de Nernst para achar o potencial nessas condições.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é a equação de Nernst. Ela nos ajuda a calcular o potencial de um eletrodo quando a concentração dos íons envolvidos não está nas condições padrão. A fórmula geral é:
E = E^0 - RTnF ln Q
Onde:
  • E é o potencial do eletrodo;
  • E^0 é o potencial padrão;
  • R é a constante dos gases ( 8,314 J/(mol cdot K));
  • T é a temperatura em Kelvin;
  • n é o número de elétrons trocados na reação;
  • F é a constante de Faraday ( 96485 C/mol);
  • Q é o quociente de reação.

Passo 3

Vamos assumir que a temperatura está em condições padrão, ou seja, T = 298 K. Também precisamos identificar a reação redox envolvida. Para o cobre:
Cu^2+ + 2e^- rightarrow Cu
Aqui, n = 2 elétrons estão sendo transferidos.

Passo 4

Agora, vamos calcular o quociente de reação Q. No caso do eletrodo de cobre imerso em uma solução de Cu(NO3)2, a concentração de Cu^2+ é 0,0440 mol/L. Então,
Q = 1[Cu^2+] = 10,0440 = 22,727

Passo 5

Substituindo os valores na equação de Nernst:
E = 0,337 V - (8,314)(298)(2)(96485) ln(22,727)
Primeiro, vamos calcular o termo RTnF:
(8,314)(298)(2)(96485) approx 0,01285 V

Passo 6

Agora, calculamos o logaritmo natural de 22,727:
ln(22,727) approx 3,122
Multiplicando pelos valores:
0,01285 V times 3,122 approx 0,0401 V

Passo 7

Finalmente, subtraímos esse valor do potencial padrão:
E = 0,337 V - 0,0401 V = 0,2969 V

Resposta

O potencial do eletrodo de cobre nas condições dadas é aproximadamente 0,297 V.

Exercícios relacionados