Para a seguinte célula:
(s) |
(s) e considerando que o eletrodo padrão de hidrogênio é usado como referência em cada semi-célula:
Calcule o potencial (E) da célula.
Calcule o potencial (E) da célula.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de eletroquímica juntos! A gente tem uma célula eletroquímica formada por cobre e ferro, onde temos as seguintes semi-células:
- Cátodo:
(s) | - Ânodo:
(s)
E estamos usando o eletrodo padrão de hidrogênio como referência. Queremos calcular o potencial total da célula (
). Para isso, vamos precisar usar conceitos de potenciais padrão de eletrodo e a Equação de Nernst, que nos ajuda a calcular o potencial da célula considerando as concentrações das espécies químicas envolvidas.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os potenciais padrão das semi-células. Sabemos que:
- Potencial padrão do
: - Potencial padrão do
:
Esses valores são tabelados e nos dizem o quanto cada reação tende a ocorrer espontaneamente.
Passo 3
Agora, identificamos qual semi-célula será o cátodo e qual será o ânodo. Lembrando que o cátodo é onde ocorre a redução e tem o potencial mais positivo, enquanto o ânodo é onde ocorre a oxidação.
Comparando os potenciais padrão:
- Cátodo:
( ) - Ânodo:
( )
Passo 4
Vamos calcular o potencial padrão da célula (
) usando a fórmula:
Substituindo os valores:
Passo 5
Como as concentrações das soluções não estão nas condições padrão (1 mol/L), precisamos usar a Equação de Nernst para ajustar o potencial da célula:
Onde:
-
é o número de elétrons transferidos na reação (para e , ) -
é o quociente de reação, que para nossa célula é:
Passo 6
Vamos calcular
com as concentrações dadas:
Passo 7
Agora, substituímos todos os valores na Equação de Nernst:
Primeiro, calculamos
Depois,
Então:
Resposta
O potencial da célula é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Quais são os componentes de uma pilha? Explique a função de cada um deles.
Uma massa de
de um comprimido de ácido ascórbico (vitamina C), foi titulada com solução padrão de
em
sendo gasto um volume de
dessa solução. Sabendo que
de ácido ascórbico, reage estequiometricamente com
de
, qual a massa contida em um comprimido comercial de vitamina C de
e qual a
) de ácido ascórbico? Dado: Massa molar do ácido ascórbico
. R: 0,4082 g e
.
Para titular uma massa de
do padrão primário
, foi consumido um volume de
de solução de
. Qual a
da solução titulante, admitindo que a pureza do padrão primário seja de
? R:
.
Padronização de uma solução de tiossulfato de sódio
:
de dicromato de potássio
puro (padrão primário) foram dissolvidos com uma solução de iodeto de potássio (KI) estando este último reagente em excesso e deixado em repouso por 10 minutos em um erlenmeyer com tampa quando ocorreu formação de iodo molecular (
).
Em seguida a solução do erlenmeyer foi titulada consumindo de solução de
. Assim:
Por que não pode ser considerado padrão primário?
Em seguida a solução do erlenmeyer foi titulada consumindo
Por que