Calcule o potencial de um eletrodo e cobre imerso em:
saturada em .

Passo 1

Beleza, vamos por partes! O enunciado pede para calcular o potencial de um eletrodo de cobre imerso em uma solução de 0,0400 mol·L saturada com . Aqui, estamos lidando com eletroquímica, especificamente com potenciais eletrodos em soluções básicas contendo um hidróxido de cobre. Para resolver isso, vamos precisar usar a Equação de Nernst, que nos ajuda a calcular o potencial de eletrodos sob condições não padrão, levando em conta as concentrações dos íons na solução.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar a reação de meio-célula que ocorre no eletrodo de cobre na solução básica. A reação relevante é:
Essa é a reação de redução, onde o sólido ganha elétrons para formar cobre metálico e íons hidróxido.

Passo 3

Agora, precisamos saber o potencial padrão de redução ( ) dessa reação. Consultando tabelas de potenciais padrão, encontramos que:
Esse valor refere-se ao potencial padrão da reação de redução do para em meio básico.

Passo 4

Vamos usar a Equação de Nernst para calcular o potencial do eletrodo sob as condições específicas da solução. A Equação de Nernst para a nossa reação é:
Onde:
  • é o potencial do eletrodo,
  • é o potencial padrão,
  • é o número de elétrons transferidos na reação (neste caso, 2),
  • é o quociente de reação.

Passo 5

Determinar o quociente de reação ( ). Para a nossa reação:
O 1 no denominador representa a atividade do sólido, que é constante e, por isso, não aparece no cálculo.

Passo 6

Agora, precisamos encontrar a concentração dos íons hidróxido ( ) na solução. Como a solução está saturada com , podemos usar o produto de solubilidade ( ) para determinar .
A expressão do para é:
Sabemos que a concentração de é 0,0400 mol·L , o que contribui diretamente para a concentração de .

Passo 7

Assumindo que a contribuição de vem principalmente da dissociação da , temos:
Agora, podemos substituir esse valor no quociente de reação :

Passo 8

Voltando à Equação de Nernst:
Vamos calcular o segundo termo:
E o logaritmo:
Multiplicando:

Resposta

Assim, o potencial do eletrodo de cobre na solução dada é:
Arredondando para três casas decimais, temos:

Exercícios relacionados

Escreva as equações líquidas balanceadas para as seguintes reações. Acrescente e/ou necessários para obter o balanceamento.
Calcule o potencial de cada eletrodo, e em seguida o da célula inteira.
Apresente uma distinção clara entre agente redutor e oxidante.
Qual a concentração em de uma solução quando se misturam de NaCl em 100 g de água? Qual a fração molar de soluto e de solvente nesta solução? (Admitir volume desprezível para o sólido)