O elemento Bi deve ser depositado a partir de uma solução que a concetração analítica de seu complexo com íons cloreto, BiCl 4-, é de 0,0800 mol / L e de a de KCl é de 0,400 mol / L, tamponada a pH 1,50. No ânodo de Pt , uma pressão parcial de O 2 é mantida a 765 torr. A cela galvânica apresenta uma resistência de 1,80 Omega e é mantida a 25^circ C. Calcule:

Passo 1

Beleza, vamos lá! Esse exercício trata de eletroquímica, onde precisamos analisar a deposição do elemento Bismuto (Bi) a partir de uma solução contendo o complexo BiCl4^-. Para resolver isso, vamos precisar das concentrações do complexo e do KCl, do pH da solução, da pressão parcial de O₂ no ânodo de Platino, da resistência da cela galvânica e da temperatura. Vamos usar conceitos de potenciais eletroquímicos, leis dos gases e relações elétricas básicas para chegar na resposta.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as semirreações envolvidas na deposição do Bi e na reação no ânodo. No ânodo de Pt, ocorre a redução do oxigênio:
O2 + 4H^+ + 4e^- 2H2O
No cátodo, onde ocorre a deposição do Bi:
BiCl4^- + 3e^- Bi + 4Cl^-
Agora, precisamos calcular os potenciais padrão dessas reações. Vamos considerar que a pressão parcial de O₂ é de 765 torr e o pH é 1,50, o que nos dá a concentração de íons hidrogênio:
[H^+] = 10^-pH = 10^-1,50 approx 0,0316 , mol/L
Usaremos a equação de Nernst para ajustar os potenciais padrão às condições dadas.

Passo 3

Vamos calcular o potencial no ânodo usando a equação de Nernst:
Eânodo = E^circO2/H2O - 0,0591n log([H^+]^4PO2) â
Assumindo que E^circO2/H2O = 1,23 , V e n = 4, substituímos os valores:
Eânodo = 1,23 - 0,05914 log((0,0316)^4765) â
Calculando o logaritmo:
log((0,0316)^4765) = log(9,99 times 10^-6765) approx log(1,30 times 10^-8) approx -7,886
Então:
Eânodo = 1,23 - 0,05914 times (-7,886) approx 1,23 + 0,116 approx 1,35 , V â

Passo 4

Agora, vamos calcular o potencial no cátodo para a deposição de Bi:
Ecátodo = E^circBiCl4^-/Bi + 0,0591n log([Cl^-]^4[BiCl4^-]) á
Assumindo que E^circBiCl4^-/Bi = -0,20 , V e n = 3, substituímos os valores:
Ecátodo = -0,20 + 0,05913 log((0,400)^40,0800) á
Calculando o logaritmo:
log((0,400)^40,0800) = log(0,02560,0800) = log(0,32) approx -0,494
Então:
Ecátodo = -0,20 + 0,05913 times (-0,494) approx -0,20 - 0,0097 approx -0,2097 , V á

Passo 5

Agora, calculamos a diferença de potencial da célula:
Ecélula = Eânodo - Ecátodo = 1,35 - (-0,2097) = 1,35 + 0,2097 = 1,5597 , V éâá
Considerando a resistência da cela galvânica ( R = 1,80 , Omega) e a temperatura, podemos calcular a corrente usando a Lei de Ohm:
I = EcélulaR = 1,55971,80 approx 0,8665 , A é

Resposta

A corrente na cela galvânica é aproximadamente 0,867 , A.

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