c) Determine o potencial real para a célula, a

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma célula eletroquímica formada por íons de ferro (Fe³⁺ e Fe²⁺) e íons de prata (Ag⁺), além de eletrodos de platina e prata. A gente precisa descobrir o potencial real dessa célula a uma temperatura de 25°C. Para isso, vamos usar o Equilíbrio de Nernst, que nos ajuda a calcular o potencial da célula considerando as concentrações dos íons envolvidos.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as semi-reações de redução e encontrar os seus potenciais padrão (E°). Normalmente, a tabela de potenciais padrão nos dá essas informações.
As semi-reações são:
  1. Redução do Fe³⁺ para Fe²⁺:
  2. Redução do Ag⁺ para Ag:

Passo 3

Agora, vamos determinar qual semi-reação vai ser o cátodo (onde ocorre a redução) e qual vai ser o ânodo (onde ocorre a oxidação). O cátodo é a reação com o potencial de redução mais positivo.
Comparando os E°:
  • Ag⁺ tem E° = +0,80 V
  • Fe³⁺ tem E° = +0,77 V
Então, a redução de Ag⁺ vai no cátodo e a oxidação de Fe²⁺ vai no ânodo.

Passo 4

Escrevendo as semi-reações completas na célula:
  • Ânodo (oxidação):
  • Cátodo (redução):

Passo 5

Agora, vamos usar a Equação de Nernst para calcular o potencial real da célula. A equação é:
é
Onde:
  • éáâ
  • é o número de elétrons transferidos
  • é o quociente de reação

Passo 6

Calcular é:
é

Passo 7

Determinar o número de elétrons transferidos ( ). Observando as semi-reações, vemos que .

Passo 8

Calcular o quociente de reação (Q). A reação global é:
Então,
Substituindo os valores:

Passo 9

Agora, aplicar os valores na equação de Nernst:
Sabendo que :

Resposta

O potencial real para a célula a 25°C é de -0,21 V.

Exercícios relacionados

Identifique e explique as principais razões que levam os potenciais de redução padrão dos lantanideos serem muito semelhantes entre si.
Sobre esse processo, é CORRETO afirmar:
A) Os íons de prata presentes na solução deslocam-se para o cátodo, onde são reduzidos.
B) A prata da barra é reduzida no ânodo, diminuindo a quantidade de íons na solução.
C) A barra de prata constitui o suporte onde ocorre o processo de redução.
D) Os íons de prata, quando oxidados, depositam-se como prata metálica no garfo.
Potenciais-Padrão de Redução ( ) Volt (V)
c) Mencione se a equação corresponde a uma reação espontânea ou não, lembrando-se sempre de justificar a resposta mostrando as semirreações e os respectivos cálculos.
Potenciais-Padrão de Redução ( ) Volt (V)
e) Forneça o potencial real inicial da pilha construída no item d, considerando que a concentração de íons do ânodo seja de e da concentração de íons do cátodo seja de .