Num certo experimento, a f.e.m. (E) encontrada para a célula galvânica zinco-hidrogênio foi
a 25
. Supondo que a
e
atm, calcule a
.
Passo 1
Vamos começar entendendo o que o enunciado está pedindo. Temos uma célula galvânica composta por zinco e hidrogênio, e queremos calcular a concentração de íons hidrogênio (
). Para isso, vamos usar conceitos de Eletroquímica, mais especificamente a Equação de Nernst, que nos ajuda a relacionar a diferença de potencial elétrico (f.e.m.) com as concentrações das espécies envolvidas na reação.
Passo 2
Primeiro, identifiquemos as semi-reações envolvidas na célula galvânica zinco-hidrogênio:
-
Anodo (oxidação):
-
Catodo (redução):
O potencial padrão da célula (
) pode ser calculado usando os potenciais padrão das semi-reações:
Passo 3
Agora, aplicamos a Equação de Nernst para relacionar o potencial observado (
) com as concentrações das espécies:
Onde:
-
(f.e.m. observada) -
(número de elétrons transferidos) -
é a razão de reação, dada por:
Passo 4
Substituímos os valores conhecidos na Equação de Nernst:
Resolvendo para
:
Portanto:
Passo 5
Agora, expressamos
em termos de
:
Como
e
, temos:
Resposta
A concentração de íons hidrogênio é aproximadamente
.