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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