diferencie potencial padrão de eletrodo e potencial de meia onda para uma reação reversível de um eletrodo de trabalho
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me pediu para diferenciar potencial padrão de eletrodo e potencial de meia-onda em uma reação reversível num eletrodo de trabalho. Para isso, vamos precisar entender alguns conceitos básicos de eletroquímica, como o que é um eletrodo de trabalho, reações reversíveis, e os próprios potenciais que vamos comparar.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o potencial padrão de eletrodo. Esse é o potencial de um eletrodo quando todas as espécies envolvidas na reação estão em suas condições padrão, ou seja, em 1 molar de concentração e na temperatura padrão (geralmente 25°C). Ele é uma medida intrínseca da tendência de uma espécie química de ganhar ou perder elétrons.
A fórmula para calcular o potencial de eletrodo padrão (
) usando a equação de Nernst simplificada é:
Onde:
-
é o potencial do eletrodo -
é a constante dos gases -
é a temperatura -
é o número de elétrons transferidos -
é a constante de Faraday -
é o quociente de reação
Na condição padrão,
, então o termo com
desaparece, ficando apenas
.
Passo 3
Agora, vamos entender o potencial de meia-onda. Esse é o potencial no qual a corrente de onda é máxima durante a análise de voltametria de varredura diferencial (DFV). Em outras palavras, é o ponto em que ocorre a meia-carga das reações de redução e oxidação no eletrodo de trabalho.
O potencial de meia-onda está relacionado à posição das ondas de corrente no gráfico de corrente versus potencial. Ele é particularmente útil para identificar o potencial de oxidação ou redução de uma espécie química presente no eletrodo.
Passo 4
A diferença chave entre os dois está no contexto em que são utilizados e o que representam. Enquanto o potencial padrão de eletrodo é uma medida termodinâmica que indica a tendência de uma reação ocorrer sob condições padrão, o potencial de meia-onda é uma medida cinética que reflete a resposta do eletrodo durante a aplicação de um potencial variável, especialmente em técnicas de voltametria.
Além disso, o potencial padrão é uma característica fixa de um eletrodo em condições padrão, já o potencial de meia-onda pode variar dependendo das condições experimentais, como a taxa de varredura e a concentração dos reagentes.
Passo 5
Em uma reação reversível, que é rápida o suficiente para manter o equilíbrio durante a variação do potencial, ambos os potenciais podem ser observados, mas desempenham papéis diferentes. O potencial padrão de eletrodo fornece uma referência para a tendência redox da reação, enquanto o potencial de meia-onda oferece informações sobre a dinâmica da transferência de elétrons no eletrodo de trabalho durante a análise.
Resposta
Resumindo, o potencial padrão de eletrodo é uma medida termodinâmica que indica a tendência de uma reação redox sob condições padrão, servindo como referência intrínseca do eletrodo. Já o potencial de meia-onda é uma medida cinética observada durante técnicas voltamétricas, refletindo como a corrente responde ao potencial aplicado no eletrodo de trabalho durante uma reação reversível.
Exercícios relacionados
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 da célula quando
é
, considerando que a queda IR e o sobrepotencial do
permaneçam inalterados.
Diferencie corrente limite e corrente de difusão
Sugeriu-se que muitos polarogramas podem ser obtidos em uma solução sem destruir o analito eletroativo. Suponha que em um experimento polarográfico monitoramos a corrente limitante por 45 minutos em
. Se a corrente media durante o tempo do experimento é
, qual fração de cobre é removida da solução?
A seguinte reação é reversível e tem potencial de meia onda de
quando feita em um eletrodo gotejante de mercúrio em solução tamponada
Preveja o potencial de meia-onda em pH : a) 1,0 ; b) 3,5 e c) 7,0 . Considere o E
V