No passado, células eletroquímicas de mercúrio, possuindo a reação vista a seguir, foram utilizadas como fonte de energia em marcapassos cardíacos
Qual a diferença de potencial da célula? Se a potência necessária para operar o marcapasso é de , quantos quilogramas de serão consumidos em 365 dias? Quantas libras de HgO isso representa? (1 libra )

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente vai trabalhar com eletroquímica aqui. O enunciado fala sobre uma célula eletroquímica que usava mercúrio para alimentar marcapassos cardíacos. Vamos precisar calcular a diferença de potencial da célula, a quantidade de HgO consumida em um ano e converter isso para libras. Para isso, vamos usar fórmulas de eletricidade e estequiometria.

Passo 2

Primeiro, qual é a diferença de potencial da célula? Olha só, o enunciado já nos dá essa informação: . Então, a diferença de potencial é 1,35 volts.

Passo 3

Agora, vamos calcular quantos quilogramas de HgO serão consumidos em 365 dias. Para isso, precisamos entender a relação entre potência, energia e quantidade de matéria.
A potência ( ) é a taxa na qual a energia é usada e é dada por:
Onde:
  • é a potência (em watts, W)
  • é a energia (em joules, J)
  • é o tempo (em segundos, s)
Rearranjando para encontrar a energia:
Primeiro, vamos converter os 365 dias em segundos:
Agora, calculamos a energia total:

Passo 4

Com a energia total, precisamos ver quantos mols de elétrons estão envolvidos na reação da célula para determinar quantos mols de HgO são consumidos. A reação dada é:
Cada mol de Zn consome 2 mols de elétrons (pela estequiometria da reação). A relação entre energia, quantidade de matéria e potencial é dada por:
Onde:
  • é a energia (em J)
  • é o número de mols de elétrons
  • é a constante de Faraday ( )
  • é a diferença de potencial (em V)
Rearranjando para encontrar :
Agora, como 1 mol de HgO pesa 216,59 g, a massa consumida é:
Convertendo para quilogramas:

Passo 5

Por último, vamos converter os quilogramas de HgO para libras. Sabemos que:
Então:

Resposta

A diferença de potencial da célula é 1,35 V. Em 365 dias, serão consumidos aproximadamente 0,526 kg de HgO, o que corresponde a cerca de 1,16 libras de HgO.

Exercícios relacionados

Para cada uma das seguintes reações, identifique o ácido e a base, indicando qual definição ácido-base se aplica (Brønsted-Lowry ou Lewis). Em alguns casos pode-se aplicar mais de uma definição.
2. Preencha a tabela abaixo conforme o exemplo resolvido na primeira linha:
Considere os complexos e .
A constante de formação para cada um deles é, respectivamente, e . Indique qual dos dois complexos é mais estável e explique por que o complexos com amônia é mais estável que o com água.
Uma amostra de 0,400 g de pasta de dente foi levada à ebulição com 50 mL de uma solução contendo um tampão de citrato e NaCl para extrair o íon fluoreto. Depois de resfriada, a solução foi diluída para 100 mL . O potencial de um eletrodo íon seletivo com um eletrodo de referência de (sat) imerso em uma alíquota de 25,0 mL da amostra foi de -0,1823 V. Uma adição de 5,0 mL de uma solução contendo 0,00107 mg causou uma mudança de potencial para . Calcule a porcentagem em massa de presente na amostra.
Uma alíquota de 2,00 mL de uma amostra de soro fisiológico foi transferida para um béquer e foram adicionados de água. Procedeu-se com a titulação com , obtendo-se os dados a seguir:
Volume
0,00 55
1,00 54
2,00 53
3,00 52
4,00 51
5,00 57
6,00 63
7,00 69
8,00 75
9,00 81
a) Esboce a curva de titulação e determine a concentração de NaCl na amostra de soro em .
b) Se houvesse no soro fisiológico além de , a titulação poderia ser realizada mesmo assim? O que aconteceria com o formato da curva? O volume do ponto final aumentaria ou diminuiria?. Justifique. Dados: