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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 19.Questões e Problemas - Ex. 8cd

Calcule os potenciais das seguintes células. Se a célula estiver em curto-circuito, indique a direção da reação espontânea da célula.

(a) Z n Z n 2 + 0,0955   m o l   L - 1 |   C o 2 + 6,78 × 10 3   m o l   L - 1 |   C o

(b)   P t   F e 3 + 0,1310   m o l   L - 1 ,   F e 2 +   0,0681   m o l   L - 1 |   H g 2 +   0,0671   m o l   L - 1 | H g

(c) A g A g + 0,1544   m o l   L - 1 H +   ( 0,0794   m o l   L - 1 ) |   O 2   ( 1,12   a t m ) ,   P t

(d) C u   C u 2 +   0,0601   m o l   L - 1 | H +   0,1350   m o l   L - 1 ,   A g I s a t | A g  

(e) E P H | | H C O O H ( 0,1302   m o l   L - 1 ) ,   H C O O - 0,0764   m o l   L - 1 H 2 ( 1,00   a t m ) ,   P t  

(f) P t | U O 2 2 +   7,93 × 10 3   m o l   L - 1 ,   U 4 + 6,37 × 10 - 2   m o l   L - 1 ,  

H + 1,16 × 10 - 3   m o l   L - 1 | | F e 3 + ( 0,003876   m o l   L - 1 ) ,   F e 2 + ( 0,1134   m o l   L - 1 )   P t

Passo 1

Falaaaa moçadinha, show de bola?

Como diz o Homem de ferro “Eu tenho um plano. Ataque!”

Bora atacar esse problemaaaaaaa junto comigoo.

c) Nos casos de gases, considera-se termos de pressão e para torna-lo sem unidade, é dividido por unidade de pressão parcial,

A g A g + 0,1544   m o l   L - 1 H +   ( 0,0794   m o l   L - 1 ) |   O 2   ( 1,12   a t m ) ,   P t

p 0 = 1   a t m

Então,

p o 2 p 0 = 1.12   a t m 1   a t m = 1.12  

Concentração de íons, A g + = 0.1544 M

Concentração de íons, H + = 0.0794     M

Meias reações ocorrendo

O 2 + 4 H + + 4 e - → 2 H 2 O         E d i r e i t a 0 = 1.229   V

4 × A g + + e - → A g                   E e s q u e r d a 0 = 0 . 799   V

Subtraia as duas equações acima:

O 2 + 4 H + + 4 A g   → 4 A g + 2 H 2 O

E c e l 0 = 1.229   V - 0.799   V

= 0.430   V

Passo 2

Numéro de elétrons envolvidos, n = 2

O potencial da célula é dado como:

E c e l = E c e l 0 - 0.0592   V n log ⁡ A g + 4 H + 4 × p o 2 p 0

= 0.430   V - 0.0592   V 2 log ⁡ 0.1544 4 0.0794 4 × 1 . 12

= 0.430   V - 0.0296   V log ⁡ 1.1061

= 0.430   V - 0.0296   V × 1.1488

= 0.430   V - 0.0164   V

E c e l l = 0.414   V

E c e l = p o s i t i v a

Portanto, o potencial da célula é 0.414   V e, portanto, a reação é espontâneo .

Passo 3

d) O potencial da seguinte célula deve ser calculado:

C u   C u 2 +   0,0601   m o l   L - 1 H +   0,1350   m o l   L - 1 ,   A g I s a t A g

Concentração de íons, C u 2 + = 0.0601   M

Concentração de íons, I - = 0 . 1350   M

Meias reações ocorrendo

2 × A g I s + e - → A g s + I -

E d i r e i t o 0 = - 0 . 151   V

C u 2 + + 2 e - → C u  

E e s q 0 = - 0.337   V

Subtrair as duas equações acima:

C u + 2 A g l → C u 2 + + 2 A g + 2 I -

E c e l 0 = - 0 . 151   V - - 0 . 337   V

= - 0 . 488   V

Passo 4

Numero de elétrons envolvidos, n = 2

O potencial da célula é dado como:

E c e l = E c e l 0 - 0.0592 V n log ⁡ C u 2 + I - 2

= - 0.488   V - 0.0592 V 2 log ⁡ 0.0601 × 0.1350 2

= - 0.488 - 0.0296   V log ⁡ ( 1.0953 × 10 - 3 )

= - 0.488 - 0.0296 V × - 2.9605

= - 0.488 + 0.0876   V

E c e l l = - 0.401   V

E c e l = n e g a t i v e

Portanto, o potencial da célula é - 0 . 401   V e , portanto, a reação é não espontâneo e uma fonte de tensão externa é necessária para forçar a reação a ocorrer.

“Às vezes é preciso aprender a correr antes de começar a andar”

Resposta

c) Portanto, o potencial da célula é 0.414   V e, portanto, a reação é espontâneo .

d) Portanto, o potencial da célula é - 0.401   V e , portanto, a reação é não espontâneo e uma fonte de tensão externa é necessária para forçar a reação a ocorrer.

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