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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 13.1 - Ex. 40

13.39-Calcule E para as seguintes células de concentração:

a) P b s | P b a q 2 + ? || P b a q 2 +   ( 0,10 m o l L ) | P b s

b) P t s | F e 3 +   ( a q ,   0,10 m o l L ) , F e 2 +   ( a q ,   1,0 m o l L ) ||   F e 3 +   ( a q ,   ? ) , F e 2 +   ( a q ,   0,0010 m o l L ) |   P t s

Passo 1

a)Quando temos que calcular um potencial a partir de células de concentrações diferentes de 1 M, podemos usar a equação de Nernst, dada pela seguinte fórmula:

E c é l u l a =   E c é l u l a o - 0,05917 n log ⁡ Q

Onde n é o número de elétrons envolvidos na reação da célula, e Q é o quociente entre a concentração dos produtos e a concentração dos reagentes.

O E c é l u l a o = 0, pois a espécie que oxida é a mesma que reduz.

O número de elétrons envolvidos é igual a 2.

Q será determinado pelo quociente entre a concentração dos produtos e a concentração dos reagentes.

Q =   [ P b 2 + ] 0.10

Aplicando a equação de Nernst:

0,050 =   0 - 0,05917 2 log ⁡ [ P b 2 + ] 0.10

-   1,69 =   log ⁡ P b 2 + - log ⁡ 0,10

log ⁡ P b 2 + =   - 2,69

P b 2 + =   2,04 × 10 - 3   m o l   / L

Passo 2

b)Novamente, utilizaremos a equação de Nernst:

E c é l u l a =   E c é l u l a o - 0,05917 n log ⁡ Q

Novamente, o E c é l u l a o será igual a 0.

O número de elétrons envolvidos é igual a 1.

Q será determinado pelo quociente entre a concentração dos produtos e a concentração dos reagentes.

Q =   0,10 × 0,0010 F e 3 + × 1

Aplicando a equação de Nernst:

0,10 =   0 - 0,05917 1 log ⁡ 0,10 × 0,0010 F e 3 + × 1

- 1,69 = l o g   1 × 10 - 4 - ( log ⁡ F e 3 + )

2,31 =   - log ⁡ F e 3 +

- 2,31 =   log ⁡ F e 3 +

F e 3 + = 4,9 × 10 - 3   m o l / L

Resposta

a) 2,04 × 10 - 3   m o l   / L

b) 4,9 × 10 - 3   m o l / L

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13.39-Calcule E para as seguintes células de concentração:a) Cu(s)|Cu2+(aq), 0,0010 mol L1 || Cu2+(aq), 0,010 mol L-1|Cu(s)b) Pt(s)|H2(g), 1 bar|H+(aq), pH = 4,0 ||H+(aq), pH = 3,0|H2(g), 1 bar|Pt(s)
13.94- k p s de N i O H 2 é 6,5 * 10 - 18 . Use esse valor e os dados do apêndice 2B para calcular o E ° da meia reação N i O H 2 ( s ) → N i a q 2 + +2 O H - ( a q ) .
13.44-Determine a quantidade desconhecida nas seguintes células:a) P t s | H 2 g (1,0b a r ) | H + ( p H =? ) || C l a q -( 1 m o l L ) | A g C l ( s ) | A g s , E = 0,40V b) P b s | P b 2 +( a q ,? )
13.49- Seja a célula A g s | A g a q + (5 mmol/L) || A g a q +( 0,15 m o l L ) | A g s . (a) Será que ela pode fornecer trabalho ? (b) Se for o caso, qual é o trabalho máximo que ela pode fornecer (po