Uma célula voltaica é construída a partir de uma solução de a eletrodo de Cu metálico e solução de a com eletrodo de Sn metálico. Responda:
(e) Qual a FEM se as concentrações iniciais forem: a e a ?

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que temos aqui. Temos uma célula voltaica feita com uma solução de e eletrodo de cobre, e outra solução de com eletrodo de estanho. A gente precisa descobrir qual é a Força Eletromotriz (FEM) dessa célula quando as concentrações iniciais dessas soluções são 0,5 mol/L de e 1,5 mol/L de . Vamos usar a teoria das células eletroquímicas e a equação de Nernst para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as semi-reações de redução envolvidas na célula. Para isso, precisamos dos potenciais padrão de redução ( ) para cada metal.
As semi-reações padrão são:
O metal com o potencial mais alto atua como cátodo (redução) e o outro como ânodo (oxidação).

Passo 3

Agora, vamos determinar qual metal está sendo oxidado e qual está sendo reduzido. Como o cobre tem um potencial de redução mais alto que o estanho, o cobre será o cátodo e o estanho o ânodo.
A semi-reação de oxidação do estanho é:
Já a redução do cobre permanece:

Passo 4

A FEM padrão da célula ( é) é a diferença entre os potenciais de redução do cátodo e do ânodo:
éáâ

Passo 5

Agora, como as concentrações não estão nas condições padrão, precisamos usar a Equação de Nernst para calcular a FEM real da célula:
Onde:
  • é o número de elétrons transferidos (neste caso, )
  • é o quociente de reação, que para nossa célula é

Passo 6

Substituindo os valores das concentrações dadas:
Agora, aplicando na Equação de Nernst:

Passo 7

Vamos calcular :
Então:

Resposta

A FEM da célula nas condições dadas é aproximadamente .

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© Qual a equação da reação completa?
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