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 (
):
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
.