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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 19.Questões e Problemas - Ex. 7ef

Calcule os potenciais das seguintes células. Indique se a reação se processará espontaneamente na direção considerada (oxidação à esquerda, redução à direita) ou se uma fonte de voltagem externa é necessária para forçar a reação a ocorrer.

  1. P b P b 2 + 0.1393   m o l   L - 1 | C d 2 + 0.0511   m o l   L - 1 | C d
  2. Z n Z n 2 + 0.0364   m o l   L - 1 |   T I 3 9.06 × 10 - 3   m o l   L - 1 T I + 0.0620   m o l   L - 1 | P t
  3. P t ,   H 2 ( 765   t o r r ) |   H C I 1,00 × 10 - 4 m o l   L - 1 | |   N i 2 + 0.0214   m o l   L - 1 | N i
  4. P b P b I 2 s a t , I - 0.0120   m o l   L - 1 H g 2 + 4.59 × 10 - 3 m o l   L - 1 | H g
  5. P t ,   H 2 ( 1,00   a t m ) | N H 3 0.438   m o l   L - 1 ,   N H 4 + 0.379   m o l   L - 1 | | E P H
  6. P t T i O 2 + 0.0790   m o l   L - 1 ,   T i 3 + 0.00918   m o l   L - 1 ,   H + 1.47 × 10 - 2   m o l   L - 1 | V O 2 0.1340   m o l   L - 1 ,   V 3 0.0784   m o l   L - 1 ,   H + 0.0538   m o l   L - 1 | P t

Passo 1

Falaiii meus amores, cêis tão suave?

Bora pra mais uma??

Então, encostaa!!

e) O potencial da seguinte célula deve ser calculado:

P t ,   H 2 ( 1,00   a t m ) | N H 3 0.438   m o l   L - 1 ,   N H 4 + 0.379   m o l   L - 1 | | E P H

Ambas as semi- reações envolvem eletrodo de hidrogênio, mas a semi-célula do lado direito também consiste em N H 3 e N H 4 + . Considere os seguintes equilíbrios e obtenha H +

N H 4 + → N H 3 + H +

Concentração de íons , N H 4 + = 0.379   M

Concentração de íons , N H 3 = 0.438   M

A constante de dissociação de N H 4 + é dada como

H + N H 3 N H 4 + = 5.70 × 10 - 10

H + × 0.438 0.379 = 5.70 × 10 - 10

H + = 5.70 × 10 - 10 × 0.379 0.438

= 4.93 × 10 - 10   M

E = 0.0   V

O potencial da célula é dado como:

E e s q u e r d a = 0.0   V - 0.0592   V 1 log ⁡ 1 H +

= - 0.0592   V 1 log ⁡ 1 4.93 × 10 - 10

= - 0.0592   V × 9.307

= - 0.551   V

E c e l = E s - E e s q u e r d a

= 0.0   V - ( - 0.551   V )

E c e l l = 0.551   V

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

Portanto, o potencial da célula é 0.551   V e, portanto, a reação é espontânea .

Passo 2

d) P t T i O 2 + 0.0790   m o l   L - 1 ,   T i 3 + 0.00918   m o l   L - 1 ,   H + 1.47 × 10 - 2   m o l   L - 1 | V O 2 0.1340   m o l   L - 1 ,   V 3 0.0784   m o l   L - 1 ,   H + 0.0538   m o l   L - 1 | P t

Concentração de íons , T i O 2 + = 0.0790   M

Concentração de íons , T i 3 + = 0.00918   M

Concentração de íons , H + = 1.47 × 10 - 2   M

Concentração de íons , V O 2 + = 0.1340   M

Concentração de íons , V 3 + = 0.0784   M

Concentração de íons ,(no eletrodo direito) H + 2 = 0.0538   M

Meias reações ocorrendo

V O 2 + + 2 H + + e - → V 3 + + H 2 O             E d i r e i t a 0 = 0.359   V

T i O 2 + + 2 H + + e - → T i 3 + + H 2 O                             E e s q u e r d a 0 = 0.099   V

Subtraindo as duas equações acima, teremos

V O 2 + + 2 H + 0.0538   M + T i 3 + → V 3 + + T i O 2 + + 2 H + 1.47 × 10 - 2 M

E c e l 0 = 0.359   V - 0.099   V

= 0.260   V

Numero de elétrons envolvidos, n = 1

Passo 3

O potencial da célula é dado como:

E c e l = E c e l 0 - 0.0592 V n log ⁡ V 3 + T i 3 + T i O 2 + V O 2 +   H + 1 2 H + 2 2

= 0.260   V - 0.0592 V 2 log ⁡ 0.0784 ×   0.0790 ×   1.47 × 10 - 2 2 0.00918 × 0.0538 2 × 0.1340  

= 0.260   V - 0.0296   V log ⁡ ( 0.3759 )

= 0.260   V + 0.0252   V

E c e l l = 0.285   V

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

Portanto, o potencial da célular é 0 . 285   V e, portanto, a reção é espontânea

Resposta

e) Portanto, o potencial da célula é 0.551   V e, portanto, a reação é espontânea .

f) Portanto, o potencial da célular é 0 . 285   V e, portanto, a reção é espontânea.

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