O cobre deve ser depositado a partir de uma solução
, tamponada a pH 4,00. O oxigênio é formado a partir do anodo a uma pressão parcial de 730 torr. A célula tem um resistência de 3,60
e a temperatura é
. Calcule o potencial teórico necessário para iniciar a deposição do cobre a partir da solução
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma questão de eletroquímica onde precisa calcular o potencial teórico necessário para começar a depositar cobre a partir de uma solução de Cu(II). A matéria envolvida aqui é sobre células eletroquímicas e como calcular potenciais usando a equação de Nernst. Para resolver, vamos precisar saber as reações envolvidas, os potenciais padrão, a concentração da solução, a temperatura, a pressão parcial de oxigênio e a resistência elétrica da célula.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as reações que estão acontecendo na célula. No cátodo, onde ocorre a deposição do cobre, a reação é:
No ânodo, onde o oxigênio é formado, a reação é:
Passo 3
Agora, precisamos encontrar os potenciais padrão de redução para cada meia-reação. Os valores geralmente estão em tabelas de eletroquímica. Vamos supor que o potencial padrão para a redução do Cu(II) é
e para a redução do oxigênio é
.
Passo 4
A célula eletroquímica tem dois potenciais: o do cátodo e o do ânodo. O potencial da célula (
) é dado pela diferença entre o potencial do cátodo e o potencial do ânodo:
Passo 5
Como estamos buscando o potencial necessário para iniciar a deposição do cobre, precisamos considerar a equação de Nernst para ajustar o potencial padrão às condições dadas, como concentração e pressão parcial. A equação de Nernst para a reação no cátodo é:
Onde
(número de elétrons transferidos) e
.
Passo 6
Substituindo os valores na equação de Nernst:
Calculando
:
Passo 7
Além disso, precisamos considerar a força necessária para vencer a resistência da célula. Usamos a Lei de Ohm:
Mas como não temos a corrente
diretamente, vamos considerar que o potencial total necessário (
) é a soma do potencial calculado no cátodo e a queda de tensão devido à resistência:
Como a corrente não foi fornecida, assumimos que estamos calculando apenas o potencial termodinâmico sem considerar a resistência, já que não há informações suficientes para determinar
.
Resposta
O potencial teórico necessário para iniciar a deposição do cobre a partir da solução é aproximadamente 0,322 V.
Exercícios relacionados
(1)
(2)
Qual a quantidade máxima, em porcentagem que se pode obter do ceteno , nessa temperatura?
(2)
Qual a quantidade máxima, em porcentagem que se pode obter do ceteno
São propostos dois mecanismos para essa reação:
I)
II) ,
,
,
Nesses mecanismos, as reações de constantes de velocidade e
, são, respectivamente, as etapas determinantes da velocidade da reação.
a) Deduza a equação da velocidade de formação de brometo de etila de acordo com os dois mecanismos.
b) A constante de velocidade experimental depende do haleto, decrescendo na ordem . Qual dos dois mecanismos essa observação sustenta? Por quê?
I)
II)
Nesses mecanismos, as reações de constantes de velocidade
a) Deduza a equação da velocidade de formação de brometo de etila de acordo com os dois mecanismos.
b) A constante de velocidade experimental depende do haleto, decrescendo na ordem
O cobre deve ser depositado a partir de uma solução
, tamponada a pH 4,00. O oxigênio é formado a partir do anodo a uma pressão parcial de 730 torr. A célula tem um resistência de 3,60
e a temperatura é
. Calcule a queda
associada a uma corrente de
nessa célula
Uma solução contendo
foi analisada voltametricamente empregando-se o método da adição de padrão. 10 mL da solução desconhecida desaerada contendo a amostra e 1
mol de
produz uma corrente de
(em um potencial
vs
). Posteriormente, com a adição de
de uma solução padrão
de
, a mistura resultante produziu uma corrente de
. Calcule a concentração do
na amostra.
mol