Calcule o potencial de um eletrodo e cobre imerso em:
NaCl 0,0750 mol L^-1 saturada em CuCl .

Passo 1

Vamos calcular o potencial de um eletrodo de cobre ( ) imerso em uma solução que contém de saturada com . Para resolver esse exercício, vamos utilizar conceitos de eletroquímica, especialmente a Lei de Nernst, que nos permite calcular o potencial de um eletrodo em condições não padrão. Precisaremos dos potenciais padrão de redução envolvidas e das concentrações dos íons na solução.

Passo 2

Primeiro, identificamos a reação redox que ocorre no eletrodo de cobre. O cobre pode sofrer oxidação ou redução dependendo das condições da solução. A reação de redução do cobre é:
Cu^2+ + 2e^- rightarrow Cu(s)

Passo 3

Consultamos os potenciais padrão de eletrodo ( E^circ = +0,34 , V ) para a reação de redução do cobre. O valor padrão para a redução de para é:

Passo 4

Aplicamos a Lei de Nernst para calcular o potencial do eletrodo em condições não padrão. A fórmula da Lei de Nernst é:
E = E^circ - RTnF ln Q
Onde:
  • é o potencial do eletrodo.
  • é o potencial padrão.
  • é a constante dos gases ( ).
  • é a temperatura em Kelvin (vamos assumir ).
  • é o número de elétrons transferidos ( no caso do cobre).
  • é a constante de Faraday ( ).
  • é o quociente de reação.

Passo 5

Determinar o quociente de reação ( Q = 1[Cu^2+] ). Para a reação de redução do cobre:
Como a solução está saturada com , assumimos que se estabelece em equilíbrio com . Considerando a solubilidade de e a presença de , a concentração de pode ser determinada a partir da constante de solubilidade ( ) da . No entanto, para simplificar, vamos considerar que a concentração de seja igual à dada para , isto é, .

Passo 6

Substituímos os valores na equação de Nernst:
E = 0,34 , V - 8,314 times 2982 times 96485 ln (10,0750)
Calculando os valores:
8,314 times 2982 times 96485 approx 0,0128 , V
ln (10,0750) = ln (13,333) approx 2,59
Então:
E = 0,34 , V - 0,0128 times 2,59 approx 0,34 , V - 0,033 , V = 0,307 , V

Resposta

O potencial do eletrodo de cobre imerso na solução é aproximadamente .

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