Calcule o potencial teórico de cada uma das células eletroquímicas abaixo. Indique se cada célula, da maneira como está representada, é galvânica ou eletrolítica.
a)
b)
c)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre células eletroquímicas! O que a gente precisa aqui é calcular o potencial teórico de cada uma das células e dizer se elas são galvânicas ou eletrolíticas. Para isso, vamos usar a teoria das células eletroquímicas, que envolve entender as reações de oxidação e redução, além de aplicar a Equação de Nernst para calcular o potencial das células considerando as concentrações dos íons.

Passo 2

Vamos começar com a célula a):
Primeiro, identificamos os semicelulares de anodo e catodo.

Passo 3

Anodo (oxidação):
O zinco está sendo oxidado:
Catodo (redução):
O cobalto está sendo reduzido:

Passo 4

Agora, vamos pegar os potenciais padrão de redução ( ) para cada reação:

Passo 5

Como o zinco está sendo oxidado, o potencial de anodo será o inverso do potencial de redução:
O catodo mantém o potencial de redução:

Passo 6

A diferença de potencial padrão da célula é:
é

Passo 7

Como temos concentrações diferentes de íons, vamos usar a Equação de Nernst:
Onde é o quociente de reação:
Substituindo os valores:

Passo 8

Agora, aplicando a Equação de Nernst:

Passo 9

Como o potencial da célula é negativo ( ), isso indica que a reação não é espontânea na direção escrita. Portanto, a célula é eletrolítica.

Passo 10

Vamos agora resolver a célula b):
Aqui, temos uma célula com ferro e mercúrio. Precisamos identificar as reações de redução e oxidação e calcular o potencial teórico.

Passo 11

Primeiro, identificamos as semirreactions:
Anodo (oxidação):
Catodo (redução):

Passo 12

Pegando os potenciais padrão de redução:

Passo 13

Como o ferro está sendo oxidado, invertemos seu potencial:
O potencial do catodo permanece:

Passo 14

Diferença de potencial padrão da célula:
é

Passo 15

Aplicando a Equação de Nernst. Primeiramente, calculamos :
Substituindo:

Passo 16

Número de elétrons transferidos ( ) é 2.
Aplicando a Equação de Nernst:

Passo 17

Como o potencial da célula é positivo ( ), a reação é espontânea na direção escrita. Portanto, a célula é galvânica.

Passo 18

Vamos finalizar com a célula c):
Aqui, temos cobre e prata com iodeto sólido. Vamos identificar as reações e calcular o potencial.

Passo 19

Identificamos as semirreactions:
Anodo (oxidação):
Catodo (redução):
Note que o iodeto sólido ( ) atua como um eletrólito sólido, mantendo o em equilíbrio com .

Passo 20

Pegando os potenciais padrão de redução:

Passo 21

Como o cobre está sendo oxidado, invertemos seu potencial:
O potencial do catodo permanece:

Passo 22

Diferença de potencial padrão da célula:
é

Passo 23

Aplicando a Equação de Nernst. Primeiro, calculamos :
Considerando que está em equilíbrio com , podemos assumir que :

Passo 24

Número de elétrons transferidos ( ) é 2.
Aplicando a Equação de Nernst:

Passo 25

Como o potencial da célula é positivo ( ), a reação é espontânea na direção escrita. Portanto, a célula é galvânica.

Resposta

c) O potencial teórico da célula é aproximadamente e a célula é galvânica.

Exercícios relacionados

Exercícios que abordam a atividade, coeficiente de atividade e força iônica: Calcule o corrigido (use o coeficiente de atividade médio) e pH do ácido acético na presença de
Exemplo de exercícios que abordam a solubilidade de um precipitado: O sulfato de bário é conhecido por sua baixa solubilidade em água, e seu produto de solubilidade a é . Calcule a solubilidade molar do em água a .
Faça uma representação esquemática de uma célula com eletrodo indicador de prata como cátodo e eletrodo de calomelano saturado como ânodo que poderia ser usada para a determinação de .
Sobre potenciometria responda os itens abaixo:
Descreva ou defina: Eletrodo Indicador, Eletrodo de Referência e Potencial de Assimetria.