Calcule o potencial teórico das seguintes células. Em cada caso, assuma que as atividades são aproximadamente iguais às concentrações molares e que a temperatura é igual a
. Considere também o potencial de junção desprezível.
sat ||
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o potencial teórico de uma célula eletroquímica composta por duas semicélulas: uma de prata/prata-cloreto (Ag/AgCl) saturada e outra com cromo na forma de íons
e
em solução aquosa. A temperatura é
e vamos assumir que as atividades são iguais às concentrações molares. Para isso, vamos usar conceitos de eletroquímica, como potenciais padrão de eletrodo e a equação de Nernst.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os potenciais padrão de eletrodo das duas semicélulas. O potencial padrão de eletrodo (
) é uma medida da tendência de uma espécie química ganhar ou perder elétrons. Para a semicélula Ag/AgCl, geralmente consideramos
em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio.
Passo 3
Agora, vamos considerar a semicélula de cromo. A reação que interessa aqui é a redução de
para
:
O potencial padrão dessa reação (
) é aproximadamente
.
Passo 4
Com os potenciais padrão em mãos, podemos calcular o potencial da célula usando a equação:
Aqui, o cátodo é a semicélula que sofre redução (Ag/AgCl) e o ânodo é a semicélula que sofre oxidação (Cromo).
Passo 5
No entanto, como as atividades não estão em condições padrão devido às concentrações dadas, precisamos aplicar a equação de Nernst para ajustar o potencial da célula. A equação de Nernst é:
Onde:
-
é o número de elétrons transferidos (neste caso, 1), -
é o quociente de reação.
Para a reação global:
O quociente de reação
é:
Assumindo que a atividade de
é constante e desprezível, simplificamos para:
Passo 6
Agora, aplicando a equação de Nernst:
Calculando o logaritmo:
Então:
Resposta
O potencial teórico da célula é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Calcule o potencial teórico das seguintes células. Em cada caso, assuma que as atividades são aproximadamente iguais às concentrações molares e que a temperatura é igual a
. Considere também o potencial de junção desprezível.
SCE||
SCE||
a) A quantidade de sinais?
Calcule o potencial teórico das seguintes células. Em cada caso, assuma que as atividades são aproximadamente iguais às concentrações molares e que a temperatura é igual a
. Considere também o potencial de junção desprezível.
sat ||
A seguinte célula foi usada para determinação de
de uma solução:
Calcule
, se 0 potencial medido foi
. (Em cada caso assuma que as atividades são aproximadamente iguais às concentrações molares e que a temperatura é igual a
, considere também potencial de junção desprezível)