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 25^circ C ). ECS | Zn^2+(0,00165 M) mid Zn

Passo 1

Vamos lá! Você quer calcular o potencial teórico de uma célula eletroquímica dada pela notação ECS | Zn^2+(0,00165 M) mid Zn. Estamos trabalhando com eletroquímica, especificamente com potenciais de células eletroquímicas. Para resolver isso, vamos precisar usar a tabela de potenciais padrão de eletrodo e a equação de Nernst para levar em conta a concentração das espécies envolvidas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender melhor a notação da célula:
  • ECS provavelmente representa um eletrodo padrão, como o eletrodo padrão de hidrogênio (E° = 0 V).
  • Zn^2+(0,00165 M) mid Zn representa o eletrodo de zinco, onde a concentração de íons Zn^2+ é 0,00165 M.
Assim, nossa célula é composta por dois eletrodos: o eletrodo padrão (ECS) e o eletrodo de zinco.

Passo 3

Agora, precisamos identificar as semi-reações e seus potenciais padrão:
  • Eletrodo de Zinco (Redução): Zn^2+ + 2e^- Zn E° = -0,76 , V
    - Eletrodo Padrão de Hidrogênio (Redução):
    2H^+ + 2e^- H2 E° = 0,00 , V

Passo 4

Identificamos qual eletrodo está sendo oxidado e qual está sendo reduzido. O eletrodo com potencial mais negativo tende a ser oxidado:
  • Oxidação (ânodo): Zn Zn^2+ + 2e^- E°oxidação = +0,76 , Vçã
  • Redução (cátodo): 2H^+ + 2e^- H2 E°redução = 0,00 , Vçã

Passo 5

Calculamos o potencial padrão da célula (E°_célula) usando a fórmula:
E°célula = E°cátodo - E°ânodo = 0,00 , V - (-0,76 , V) = +0,76 , Véáâ

Passo 6

Como a concentração de Zn^2+ não está na condição padrão (1 M), usamos a Equação de Nernst para ajustar o potencial:
E = E° - 0,0592n log([Zn^2+]1)
Onde:
- E° = -0,76 , V
- n = 2 (número de elétrons)
- [Zn^2+] = 0,00165 , M

Passo 7

Substituímos os valores na Equação de Nernst:
E = -0,76 , V - 0,05922 log(0,00165)
Primeiro, calculamos o logaritmo:
log(0,00165) ≈ -2,782
Então:
E = -0,76 , V - 0,05922 times (-2,782)
E = -0,76 , V + 0,0296 times 2,782
E = -0,76 , V + 0,0825 , V
E ≈ -0,6775 , V

Resposta

O potencial teórico da célula é aproximadamente -0,678 V.

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