Considere uma pilha galvânica constituída de um eletrodo de prata-cloreto de prata como eletrodo de referência e um fio de platina como eletrodo indicador imerso numa solução contendo
e
. Calcule o potencial da pilha se
.
R
R
Passo 1
Vamos começar entendendo o que a questão está nos pedindo. Temos uma pilha galvânica formada por dois eletrodos: um eletrodo de prata-cloreto de prata (Ag/AgCl) como eletrodo de referência e um fio de platina (Pt) como eletrodo indicador, que está imerso em uma solução contendo íons
e
. Precisamos calcular o potencial da pilha quando a razão das concentrações
. Para resolver isso, vamos utilizar a teoria das células eletroquímicas e a equação de Nernst.
Passo 2
Primeiro, precisamos identificar as semi-reações de redução envolvidas na pilha. Sabemos que o eletrodo de prata-cloreto de prata tem um potencial padrão conhecido, e vamos focar na reação redox entre
e
. A semi-reação para a redução de
para
é:
Passo 3
Como temos um eletrodo de referência Ag/AgCl, precisamos conhecer o potencial padrão desse eletrodo. O potencial padrão para o eletrodo
em solução saturada de KCl é aproximadamente
.
Passo 4
Agora, vamos aplicar a equação de Nernst para a semi-reação de ferro. A equação de Nernst para a reação
é:
Onde:
-
é o potencial da célula. -
é o potencial padrão da semi-reação. -
é o número de elétrons transferidos (neste caso, ). -
e são as concentrações dos íons.
Passo 5
Substituindo os valores conhecidos na equação de Nernst:
Calculando o logaritmo:
Passo 6
Substituindo o valor do logaritmo na equação:
Passo 7
Agora, para encontrar o potencial da pilha, precisamos considerar a diferença entre o potencial do eletrodo indicador (Pt/Fe) e o eletrodo de referência (Ag/AgCl):
Resposta
O potencial da pilha é aproximadamente
.