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! Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma célula eletroquímica formada por dois eletrodos: um de prata/cloreto de prata (Ag/AgCl) e outro envolvendo bromo (Br₂) e íons brometo (Br⁻) sobre um eletrodo de platina (Pt). A temperatura é de 25°C, e as atividades das espécies são aproximadamente iguais às suas concentrações molares. Nosso objetivo é calcular o potencial teórico dessa célula.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar que o potencial de uma célula eletroquímica é determinado pela diferença entre os potenciais padrão dos dois eletrodos envolvidos, ajustados pelas concentrações das espécies químicas presentes. A fórmula que usamos para isso é a Equação de Nernst:
Aqui,
é o potencial da célula,
é o potencial padrão,
é o número de elétrons transferidos na reação, e
é o quociente de reação.
Passo 3
Vamos identificar os semi-reações dos dois eletrodos:
-
Eletrodo de Ag/AgCl:
A reação padrão para o eletrodo de Prata/Cloreto de Prata é:O potencial padrãopara essa meia-reação é geralmente conhecido (vamos assumir que seja 0,222 V para Ag/AgCl, mas é bom verificar nos dados tabelados). -
Eletrodo de Br₂/Br⁻:
A meia-reação para o bromo é:O potencial padrãopara essa meia-reação é 1,07 V.
Passo 4
Agora, vamos identificar qual eletrodo será o ânodo (oxidação) e qual será o cátodo (redução). O eletrodo com o potencial de redução mais alto atua como cátodo e o outro como ânodo.
Comparando os potenciais padrão:
- Ag/AgCl: 0,222 V
- Br₂/Br⁻: 1,07 V
Como 1,07 V > 0,222 V, o Br₂/Br⁻ será o cátodo e o Ag/AgCl será o ânodo.
Passo 5
Vamos escrever a equação geral da célula:
O potencial padrão da célula
é a diferença entre os potenciais dos eletrodos:
Passo 6
Agora, vamos aplicar a Equação de Nernst para encontrar o potencial real da célula considerando as concentrações fornecidas:
Onde:
-
(número de elétrons transferidos na reação de Br₂) -
é o quociente de reação, que para a nossa equação geral é:
Substituindo os valores fornecidos:
-
-
-
não foi fornecido, mas como estamos considerando que as atividades são iguais às concentrações e que no eletrodo de Ag/AgCl a concentração de Cl⁻ é constante e integrada no potencial padrão, podemos simplificar para:
Passo 7
Substituindo os valores na Equação de Nernst:
Calculando o logaritmo:
Então:
Resposta
O potencial teórico da célula é aproximadamente 0,904 V.
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.
sat ||
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 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)
Um eletrodo combinado de vidro é utilizado para medir o pH de soluções desconhecidas. Quando o eletrodo é imerso em um tampão padrão de
, o potencial medido é de
.
Explique como a calibração do eletrodo foi utilizada para determinar o pH .
Explique como a calibração do eletrodo foi utilizada para determinar o pH .