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 25^circ C. Considere também o potencial de junção desprezível.
SCE | Pb 2+(0,00450 mol L^-1) mid Pb

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 25^circ C 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 +0,241 , V. Para o eletrodo de chumbo, o potencial padrão da reação Pb^2+ + 2e^- Pb é -0,13 , V.

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:
E = E^circ - 0,0592n log Q
Onde:
  • E é o potencial da célula
  • E^circ é o potencial padrão da célula
  • n é o número de elétrons transferidos
  • Q é o quociente de reação

Passo 5

Calculamos o potencial padrão da célula ( E^circcélulaé):
E^circcélula = E^circcátodo - E^circânodo = 0,241 , V - (-0,13 , V) = 0,371 , V éáâ

Passo 6

Determina-se o número de elétrons transferidos ( n) na reação, que para a reação de Pb^2+ + 2e^- Pb é n = 2.

Passo 7

Calculamos o quociente de reação ( Q). Para a reação de redução no cátodo, como estamos considerando o potencial do eletrodo de chumbo, Q é dado pela atividade dos íons Pb^2+:
Q = 1[Pb^2+] = 10,00450 , mol , L^-1 approx 222,22

Passo 8

Substituímos os valores na equação de Nernst:
E = 0,371 , V - 0,05922 log(222,22)
Calculando o logaritmo:
log(222,22) approx 2,346
Então:
E = 0,371 , V - 0,05922 times 2,346 approx 0,371 , V - 0,0696 , V = 0,3014 , V

Resposta

O potencial teórico da célula é aproximadamente 0,301 , V.

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