Uma célula voltaica utiliza a seguinte reação:
(b) Qual é a fem para esta célula quando
e pH em ambas as meia-células é igual a 4,00?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão de célula voltaica! A gente precisa encontrar a força eletromotriz (fem) dessa célula baseada na reação fornecida. Para isso, vamos usar a equação de Nernst, que nos ajuda a calcular a fem de uma célula eletroquímica considerando as concentrações dos íons e a pressão dos gases envolvidos.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os pares redox na reação:
Aqui, o ferro está reduzindo de Fe³⁺ para Fe²⁺, e o hidrogênio está oxidando de H₂ para H⁺.
Passo 3
Vamos escrever as potenciais padrão de redução para cada meia-reação:
Para o ferro:
Para o hidrogênio:
Passo 4
A fem padrão da célula é a diferença entre os potenciais de redução:
Passo 5
Agora, usamos a equação de Nernst para calcular a fem real da célula nas condições dadas:
Onde:
-
é o número de elétrons transferidos (neste caso, 2). -
é o quociente de reação.
Passo 6
Calculamos o quociente de reação
:
Substituindo os valores:
Passo 7
Calculamos
:
Passo 8
Agora, aplicamos na equação de Nernst:
Calculando o logaritmo:
Então:
Resposta
A força eletromotriz (fem) da célula é aproximadamente 1,22 V.
Exercícios relacionados
Uma célula voltaica utiliza a seguinte reação:
(a) Qual é a fem dessa célula sob condições padrão?
Uma célula voltaica consiste em uma tira de cádmio metálico em uma solução de
em um béquer e no outro béquer um eletrodo de platina é imerso em uma solução de
gás
borbulhando ao redor do eletrodo. (d) Qual é a fem gerada pela célula sob condições padrão?
A
, o vapor de tetracloreto de titânio reage com o metal magnésio fundido para formar o metal titânio sólido e fundido e cloreto de magnésio.
(a) Escreva uma equação balanceada para esta reação.
(a) Escreva uma equação balanceada para esta reação.
(b) O eletrodo de Cd ganha ou perde massa à medida que a reação celular prossegue?