Calcule o potencial teórico de cada uma das seguintes células. Elas estão escritas como galvânicas ou eletrolíticas? M),

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular o potencial teórico de uma célula eletroquímica e determinar se ela é galvânica (ou voltaica) ou eletrolítica. Para isso, vamos precisar usar conceitos de células eletroquímicas, potenciais padrão de eletrodo e a Equação de Nernst para levar em conta as concentrações dadas.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as semi-reações de redução envolvidas na célula. Temos duas espécies principais:
  1. Mercúrio (Hg/Hg₂²⁺):
  2. Vanádio (V³⁺ e VO²⁺):

Passo 3

Agora, vamos buscar os potenciais padrão de redução ( ) para cada meia-reação. Supondo que temos os seguintes valores:
  • Para a reação de mercúrio:
  • Para a reação de vanádio:

Passo 4

A próxima etapa é determinar qual das duas semi-reações vai ocorrer como redução (cátodo) e qual como oxidação (ânodo). A reação com o potencial de redução mais alto ocorrerá no cátodo.
Comparando os valores:
Então, a reação do vanádio será a redução no cátodo, e a reação do mercúrio será a oxidação no ânodo.

Passo 5

Escrevendo as duas semi-reações:
  • Ânodo (oxidação):
  • Cátodo (redução):
Para balancear os elétrons, multiplicamos a reação do ânodo por 1 e a do cátodo por 2:
  • Ânodo:
  • Cátodo:

Passo 6

Agora, somamos as duas semi-reações para obter a reação global da célula:

Passo 7

Calculamos o potencial padrão da célula ( ) usando a diferença entre os potenciais de redução do cátodo e do ânodo:
áâ

Passo 8

Como as concentrações estão diferentes das condições padrão, usamos a Equação de Nernst para calcular o potencial real da célula:
Onde:
  • (número de elétrons transferidos)
  • é o quociente de reação:
Substituindo os valores:
Calculando :
(Para simplificação, vamos considerar que resultará em uma diminuição do potencial devido às concentrações fornecidas.)

Passo 9

Substituindo na Equação de Nernst e resolvendo, obtemos:

Resposta

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

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