Calcule o potencial teórico das seguintes células (em cada caso, considere que as atividades são apropriadamente iguais as concentrações molares e que a temperatura é de
).
Passo 1
Vamos calcular o potencial teórico da célula eletroquímica dada. O enunciado nos fornece as concentrações das espécies de ferro (
e
) e a temperatura é
. Para resolver, vamos usar a equação de Nernst, que relaciona o potencial de eletrodo com as concentrações das espécies envolvidas na reação.
Passo 2
Primeiro, precisamos identificar as semirreações de redução e oxidação que ocorrem na célula. Geralmente, para íons de ferro, temos:
- Redução:
Essa será a semirreação de redução no cátodo.
Passo 3
O potencial padrão de redução (
) para a reação
é aproximadamente
. Porém, como precisamos considerar as concentrações diferentes de
e
, usaremos a equação de Nernst para ajustar esse valor.
Passo 4
A equação de Nernst é dada por:
Onde:
-
é o potencial da célula -
é o potencial padrão -
é o número de elétrons transferidos (neste caso, 1) -
é o quociente de reação
Passo 5
Vamos calcular o quociente de reação (
):
Substituindo os valores fornecidos:
Passo 6
Agora, substituímos os valores na equação de Nernst:
Passo 7
Calculando o logaritmo:
Então:
Passo 8
Finalmente, subtraímos os valores:
Resposta
O potencial teórico da célula é aproximadamente
.