Desenhe uma célula eletroquímica com um eletrodo padrão de hidrogênio, como um dos eletrodos e Cobre o outro. Defina os eletrólitos de cada eletrodo e a diferença de potencial que deve ser lido.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre células eletroquímicas! A gente precisa desenhar uma célula usando o eletrodo padrão de hidrogênio e cobre. Vamos identificar os eletrólitos de cada eletrodo e descobrir qual é a diferença de potencial que vai aparecer na nossa célula. Para isso, vamos usar conceitos de potenciais de eletrodo e como eles se combinam em uma célula galvânica.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o Eletrodo Padrão de Hidrogênio (EPH). Esse eletrodo é uma referência com potencial zero. Ele é composto por uma solução ácida com concentração de íons H⁺ de 1 M e gás hidrogênio (H₂) pressionado a 1 atmosfera. A reação que ocorre nesse eletrodo é:
Então, o eletrólito aqui é uma solução de ácido clorídrico 1 M (HCl) ou qualquer outro ácido forte que forneça H⁺.
Passo 3
Agora, vamos para o Eletrodo de Cobre. Esse eletrodo usa uma solução de sulfato de cobre (II) (CuSO₄) com concentração de 1 M. A reação que acontece no eletrodo de cobre é:
Aqui, o eletrólito é a solução de CuSO₄ 1 M, que fornece íons Cu²⁺.
Passo 4
Para encontrar a diferença de potencial da célula, precisamos olhar os potenciais padrão de redução de cada eletrodo. Sabemos que:
- O potencial do EPH é 0 V.
- O potencial padrão de redução para Cu²⁺/Cu é +0,34 V.
Passo 5
A diferença de potencial da célula (E° célula) é dada pela fórmula:
Aqui, o eletrodo de cobre será o cátodo (onde ocorre redução) e o EPH será o ânodo (onde ocorre oxidação).
Passo 6
Substituindo os valores:
Então, a diferença de potencial que vamos ler na nossa célula é de 0,34 volts.
Resposta
A diferença de potencial da célula é de 0,34 volts.