Uma célula voltaica utiliza a seguinte reação:
(a) Qual é a fem dessa célula sob condições padrão?
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que a questão está pedindo. A gente tem uma célula voltaica com a reação:
A pergunta é: qual é a força eletromotriz (fem) dessa célula sob condições padrão?
Para resolver isso, a gente vai precisar entender sobre potenciais padrão de redução e como eles se relacionam para calcular a fem da célula.
Para resolver isso, a gente vai precisar entender sobre potenciais padrão de redução e como eles se relacionam para calcular a fem da célula.
Passo 2
Primeiro, vamos dividir a reação em duas semicongressoes: a de redução e a de oxidação.
A redução é quando uma espécie ganha elétron, e a oxidação é quando perde. Na nossa reação:
A redução é quando uma espécie ganha elétron, e a oxidação é quando perde. Na nossa reação:
- Redução:
- Oxidação:
Cada uma dessas semicongressoes tem um potencial padrão de redução () que a gente pode encontrar em tabelas de potenciais eletroquímicos.
Passo 3
Agora, vamos identificar os potenciais padrão de redução para cada semicongressão:
- Para a redução do ferro:
- Para a redução do hidrogênio (que na verdade está sendo oxidado na nossa reação):
Lembrando que, como a segunda reação está sendo oxidada, precisamos inverter o sinal do potencial de redução para obter o potencial de oxidação.
Passo 4
Com os potenciais em mãos, podemos usar a fórmula da fem da célula:
Aqui, o cátodo é onde ocorre a redução (Fe³⁺ para Fe²⁺) e o ânodo é onde ocorre a oxidação (H₂ para H⁺).
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula:
Portanto, a força eletromotriz padrão da célula é de 0,77 volts.
Resposta
A força eletromotriz (fem) da célula sob condições padrão é de
.
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Usando os potenciais de redução padrão listados no livro, calcule a constante de equilíbrio para cada uma das seguintes reações a 298 K:
(b)
(b)
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?
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.