Calcule o potencial teórico das seguintes células (em cada caso, considere que as atividades são aproximadamente iguais às concentrações molares e que a temperatura é .
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para calcular o potencial teórico de uma célula eletroquímica usando as concentrações das espécies envolvidas e considerando que a temperatura é de 25^circ C. Vamos precisar usar a Equação de Nernst, que relaciona o potencial da célula com as concentrações dos reagentes e produtos.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a Equação de Nernst. Ela é usada para calcular o potencial de uma célula eletroquímica não necessariamente em condições padrão. A fórmula é:
E = E^circ - 0,0592n log ( [Redutor][Oxidante] )
Aqui:
E é o potencial da célula na condição atual.
E^circ é o potencial padrão da célula.
n é o número de elétrons transferidos na reação.
[Redutor] e [Oxidante] são as concentrações das espécies redutora e oxidante, respectivamente.
Passo 3
Vamos identificar os dados fornecidos:
Potencial padrão da célula, E^circ = 0,516 , V
Concentração de Fe^3+ (oxidante) = 0,0150 , mol/L
Concentração de Fe^2+ (redutor) = 0,0222 , mol/L
Temperatura = 25^circ C, então usamos a constante 0,0592 V na equação.
Precisamos determinar n, o número de elétrons transferidos. A reação de redução do Fe^3+ para Fe^2+ envolve a transferência de 1 elétron:
Fe^3+ + e^- Fe^2+
Então, n = 1.
Passo 4
Agora substituímos os valores na Equação de Nernst:
E = 0,516 , V - 0,05921 log ( 0,02220,0150 )
Primeiro, calculamos a razão das concentrações:
0,02220,0150 = 1,48
Então, calculamos o logaritmo:
log(1,48) approx 0,170
Agora, multiplicamos pelo fator:
0,0592 times 0,170 approx 0,0101 , V
Finalmente, subtraímos esse valor do potencial padrão:
E = 0,516 , V - 0,0101 , V = 0,5059 , V
Resposta
O potencial teórico da célula é aproximadamente 0,506 , V.