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.

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o enunciado está pedindo. Temos que calcular o potencial teórico de uma célula eletroquímica composta por eletrodos de SCE (Eletrodo Calomelado Saturado) e de chumbo (Pb). Vamos precisar aplicar o potencial de eletrodo padrão e a equação de Nernst para levar em conta as concentrações das espécies envolvidas. Também vamos considerar que a temperatura é de e que as atividades são aproximadamente iguais às concentrações molares.

Passo 2

Primeiro, identificamos os potenciais padrão dos eletrodos envolvidos. O potencial padrão do SCE é conhecido e tem um valor de aproximadamente . Para o eletrodo de chumbo, o potencial padrão da reação é .

Passo 3

Agora, determinamos qual dos eletrodos será o ânodo e qual será o cátodo. O ânodo é onde ocorre a oxidação e o cátodo onde ocorre a redução. Comparando os potenciais padrão, o SCE tem um potencial maior, então o chumbo atuará como ânodo e o SCE como cátodo.

Passo 4

Aplicamos a equação de Nernst para calcular o potencial da célula. A equação de Nernst é:
Onde:
  • é o potencial da célula
  • é o potencial padrão da célula
  • é o número de elétrons transferidos
  • é o quociente de reação

Passo 5

Calculamos o potencial padrão da célula ( é):
éáâ

Passo 6

Determina-se o número de elétrons transferidos ( ) na reação, que para a reação de é .

Passo 7

Calculamos o quociente de reação ( ). Para a reação de redução no cátodo, como estamos considerando o potencial do eletrodo de chumbo, é dado pela atividade dos íons :

Passo 8

Substituímos os valores na equação de Nernst:
Calculando o logaritmo:
Então:

Resposta

O potencial teórico da célula é aproximadamente .

Exercícios relacionados

Em uma célula eletroquímica com dois eletrodos, o que determina o potencial da célula?
A) A diferença entre os potenciais dos eletrodos e a temperatura.
B) A soma dos potenciais dos eletrodos e a concentração dos íons.
C) A diferença entre os potenciais dos eletrodos e a concentração dos íons.
D) A soma dos potenciais dos eletrodos e a pressão.
E) A diferença entre os potenciais dos eletrodos e o volume da solução.
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 .
A seguinte célula foi usada para determinação de pCrO 4
Calcule , se o potencial de célula for igual a - . (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)
Na equação de Nernst, qual é o efeito de um aumento na concentração do íon em solução?
A) O potencial da célula aumenta linearmente.
B) O potencial da célula diminui linearmente.
C) O potencial da célula aumenta de forma logarítmica.
D) O potencial da célula diminui de forma logarítmica.
E) O potencial da célula não é afetado pela concentração do íon.