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
?
(e) Qual a FEM se as concentrações iniciais forem:
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 a diferença entre os potenciais de redução do cátodo e do ânodo:
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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e
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