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.

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:
íí
ou, em temperatura ambiente (25°C),
íí
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;
  • í e í 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 í. Se essa concentração aumenta, o razão íí 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 íí diminui, o valor de íí 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.

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(b)
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