Considere um eletrodo de hidrogênio em a operando a 1,45 bar. Estime a mudança no potencial do eletrodo quando a solução é alterada de para . Utilize a aproximação de uma solução ideal.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem um eletrodo de hidrogênio em uma solução de HBr a 25°C e 1,45 bar. A questão pede para estimar a mudança no potencial desse eletrodo quando a concentração da solução muda de para . Para resolver isso, vamos usar a Equação de Nernst, que relaciona o potencial do eletrodo com as condições da solução. Vamos precisar entender essa equação e como aplicá-la na mudança de concentração.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar a Equação de Nernst:
Onde:
  • é o potencial do eletrodo.
  • é o potencial padrão do eletrodo.
  • é a constante dos gases ( ).
  • é a temperatura em Kelvin.
  • é o número de elétrons transferidos na reação.
  • é a constante de Faraday ( ).
  • é o quociente de reação, que depende das concentrações dos reagentes e produtos.

Passo 3

No eletrodo de hidrogênio, a reação envolvida é:
Aqui, (número de elétrons transferidos). O quociente de reação para essa reação é:
Onde é a pressão do hidrogênio e é a concentração de íons hidrogênio.

Passo 4

Como a temperatura é , precisamos convertê-la para Kelvin:
Também sabemos que a pressão do hidrogênio é .

Passo 5

Vamos calcular o potencial inicial com a concentração :
Primeiro, converter para :
Substituindo na Equação de Nernst:

Passo 6

Fazendo o mesmo para a concentração :
Então,

Passo 7

Para achar a mudança no potencial , subtraímos de :

Passo 8

Agora, substituímos os valores numéricos:
Calculando:

Resposta

A mudança no potencial do eletrodo é de aproximadamente .

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