Considere a pilha
, para a qual a reação da pilha é:
A
e com a molalidade da solução aquosa de
de
, determine: O potencial padrão da pilha.
Passo 1
Primeiro, vamos resumir o que a questão está pedindo. Temos uma pilha eletroquímica representada por:
A reação da pilha é:
Queremos determinar o potencial padrão da pilha (
E^circ ) a 25°C, sabendo que a molalidade da solução aquosa de HCl é
0,010 , molkg^-1 .
Vamos precisar das tabelas de potenciais padrão de eletrodo e usar a equação de Nernst para relacionar as condições dadas com o potencial padrão.
Passo 2
Primeiro, identificamos as semi-reações de redução envolvidas na pilha.
Para o ânodo (oxidação):
Para o cátodo (redução):
Passo 3
Consultamos as tabelas de potenciais padrão de eletrodo para cada semi-reação.
- Para a redução de
:H^+
- Para a redução de
:AgCl
Passo 4
Determinar o potencial da célula (
E ) usando a equação de Nernst:
Onde:
-
é a constante dos gases (R ),8,314 , J,mol^-1,K^-1 -
é a temperatura em Kelvin (T ),25,^circC = 298,K -
é o número de elétrons transferidos (2 neste caso),n -
é a constante de Faraday (F ),96485 , C,mol^-1 -
é o quociente de reação.Q
Passo 5
Calcular o quociente de reação (
Q ). A reação balanceada é:
Assim,
Como a pressão padrão de
H2 é
1,atm e a molalidade de
HCl é
0,010,molkg^-1 , assumimos que
[HCl] = 0,010,M .
Logo,
Passo 6
Substituir os valores na equação de Nernst para encontrar
E :
Simplificando os cálculos:
Passo 7
Rearranjar para encontrar
E^circ :
Como a pilha está operando na condição dada, mas queremos o potencial padrão, assumimos que
E é relacionado ao
E^circ pela variação calculada.
Portanto, o potencial padrão da pilha é:
Resposta
O potencial padrão da pilha é aproximadamente
0,118 , V .