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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 22.Questões e Problemas - Ex. 18

Calcule o potencial inicial necessário para gerar uma corrente de 0,078   A na célula

C o C o 2 + 6,40 ∙ 10 - 3   m o l   L - 1                                     Z n 2 + ( 3,75 ∙ 10 - 3   m o l   L - 1 ) Z n

se essa célula tiver uma resistência de 5,00   Ω .

Passo 1

Olá galerinha, tudo bem com vocês? Vamos relembrar a equação do potencial de eletrodo, conhecida como expressão de Nernst:

E = E 0 - 0,0592 n ∙ log ⁡ [ C ] c ∙ [ D ] d ⋯ [ A ] a ∙ [ B ] b ⋯

Onde:

E 0 potencial padrão de eletrodo, que é característico para cada semirreação;

n número de mols de elétrons que aparecem na semirreação para o processo de eletrodo, da maneira como escrito.

No Apêndice 5, encontramos os seguintes dados para as duas semirreações e os potenciais padrão:

Z n 2 + + 2 e - ⇌ Z n s                                                       E 0 = - 0,763   V

C o 2 + + 2 e - ⇌ C o s                                                       E 0 = - 0,277   V

Passo 2

Substituindo os valores na expressão de Nernst para o zinco:

E Z n 2 + / Z n = E 0 - 0,0592 2 ∙ log ⁡ 1 Z n 2 + = - 0,763 - 0,0592 2 ∙ log ⁡ 1 3,75 ∙ 10 - 3

E Z n 2 + / Z n = - 0,835

E para o cobalto:

E C o 2 + / C o = E 0 - 0,0592 2 ∙ log ⁡ 1 C o 2 + = - 0,277 - 0,0592 2 ∙ log ⁡ 1 6,40 ∙ 10 - 3

E c o 2 + / C o = - 0,342

A partir do diagrama da célula, vemos que o eletrodo de zinco é o eletrodo da direita e que o de cobalto é o eletrodo da esquerda. Portanto:

E c é l u l a = E d i r e i t a - E e s q u e r d a = E Z n 2 + / Z n - E C o 2 + / C o

E c é l u l a = - 0,835 - - 0,3420 = - 0,493

Passo 3

Para encontrarmos o potencial inicial, iremos utilizar a seguinte equação:

E a p l i c a d o = E c é l u l a - I ∙ R

Onde o potencial ôhmico ou queda I ∙ R da célula é o produto da resistência R de uma célula em ohms ( Ω ) pela corrente I em ampères ( A ). Pelo enunciado temos:

I = 0,078   A ;

R = 5,00   Ω .

Substituindo:

E a p l i c a d o = - 0,493 - 0,078 ∙ 5,00 = - 0,883   V

Prontinho pessoal, até mais!

Resposta

- 0,883   V .

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