Na equação de Nernst, qual é o efeito de um aumento na concentração do íon em solução?
A) O potencial da célula aumenta linearmente.
B) O potencial da célula diminui linearmente.
C) O potencial da célula aumenta de forma logarítmica.
D) O potencial da célula diminui de forma logarítmica.
E) O potencial da célula não é afetado pela concentração do íon.
A) O potencial da célula aumenta linearmente.
B) O potencial da célula diminui linearmente.
C) O potencial da célula aumenta de forma logarítmica.
D) O potencial da célula diminui de forma logarítmica.
E) O potencial da célula não é afetado pela concentração do íon.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma pergunta sobre a equação de Nernst, que é uma fórmula usada na química e na bioquímica para calcular o potencial elétrico de uma célula eletroquímica com base nas concentrações dos íons envolvidos. O exercício quer saber o que acontece com o potencial da célula quando a concentração de um íon na solução aumenta. Para resolver isso, vamos precisar entender como a equação de Nernst relaciona a concentração dos íons com o potencial da célula.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a equação de Nernst. Ela é dada por:
ou, em temperatura ambiente (25°C),
Onde:
-
é o potencial da célula; -
é a constante dos gases; -
é a temperatura em Kelvin; -
é a valência do íon; -
é a constante de Faraday; -
e são as concentrações do íon fora e dentro da célula, respectivamente.
Passo 3
Agora, vamos analisar o que acontece quando a concentração do íon aumenta na solução. Vamos supor que a concentração que está aumentando seja
. Se essa concentração aumenta, o razão
diminui, porque estamos dividindo um número constante por um número que está aumentando.
Passo 4
A função logarítmica (
) tem a propriedade de que, se o valor dentro do logaritmo diminui, o valor do logaritmo também diminui. Então, se
diminui, o valor de
também diminui.
Passo 5
Como o potencial
é diretamente proporcional a esse logaritmo, se o logaritmo diminui, o potencial da célula também diminui. E essa diminuição não é linear, mas sim de forma logarítmica, porque a relação entre o potencial e a concentração do íon é governada por uma função logarítmica na equação de Nernst.
Resposta
D) O potencial da célula diminui de forma logarítmica.