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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 19.Questões e Problemas - Ex. 9

Calcule o potencial das seguintes meiascélulas que estão conectadas por uma ponte salina:

*(a) uma célula galvânica que consiste em um eletrodo de chumbo imerso em P b 2 +   0,0848   m o l   L - 1 à esquerda e um eletrodo de zinco em contato com Z n 2 +   0,1364   m o l   L - 1   à direita.

(b) uma célula galvânica com dois eletrodos de platina, o da esquerda imerso em uma solução de F e 3 +   0,0301   m o l   L - 1   e   F e 2 +   0,0760   m o l   L - 1 , e o da direita em uma solução de F e C N 6 4 -   0,00309   m o l   L - 1   e   F e C N 6 3 -   0,1564   m o l   L - 1 .  

*(c) uma célula galvânica que consiste em um eletrodo padrão de hidrogênio à esquerda e um eletrodo de platina imerso em uma solução de T i O 2 +   1,46 × 10 - 3   m o l   L - 1   ,   T i 3 +   0,02723   m o l   L - 1   e tamponada em p H   3,00 à direita.

Passo 1

E ai meus amores nessa questãozinha “Pegue o que puder, sem nada a devolver” okay?

Para calcular o potencial das células.

Fórmula usada

Considerando a seguinte reação celular:

a A r e d + b B o x → c A o x + d B r e d

O potencial da célula será dado como

E c e l = E c e l 0 - 0.0592 V n log ⁡ A o x c B r e d d A r e d a   B o x b  

Os termos entre colchetes representam a concentração que se torna sem unidade dividindo cada termo pela concentração unitária,  c o = 1   M . 

Isso é obrigatório para tornar o quociente em termo logarítmico sem unidade.

Então, toda vez em nossos cálculos, colocaremos diretamente a concentração sem unidades.

Nota: Lembre-se sempre que as concentrações de sólidos são igualadas a 1 por convenção. Assim, tais termos foram ignorados nas partes seguintes.

Passo 2

Para prever a espontaneidade da reação celular:

O valor de E c e l deve ser positivo para uma reação celular espontânea.

Isso pode ser justificado pela seguinte explicação:

∆ G = - n F E c e l

Onde

∆ G → mudança na energia de Gibbs,

F → constante de Faraday

E outros símbolos têm seu significado usual já mencionado acima.

S e   E c e l = p o s i t i v o

Então

∆ G = n e g a t i v o

Assim, espontaneamente, a reação ocorrerá no sentido direto.

Passo 3

  1. O potencial da seguinte célula deve ser calculado:

    2. Concentração de íons, P b 2 + = 0 . 0848   M

    Concentração de íons, Z n 2 + = 0.1364   M

    Meias reações ocorrendo

    P b 2 + + 2 e - → P b

    E d i r e i t o 0 = - 0 . 126   V

    Z n 2 + + 2 e - → Z n  

    E e s q 0 = - 0.763     V

    Subtrair as duas equações acima:

    E c e l 0 = - 0.126   V - - 0 . 763   V

    = 0.637   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 ⁡ Z n 2 + P b 2 +

    = 0.637   V - 0.0592 V 2 log ⁡ 0.1364 0.0 848

    = 0.63 7   V - 0.0296   V log ⁡ ( 1.608 )

    = 0.637   V - 0.0296 V × 0.206

    = 0.637   V - 0.0 06   V

    E c e l l = 0.631   V

    Portanto, o potencial da célula é 0.631   V .

    Passo 5

  2. O potencial da seguinte célula deve ser calculado:

    3. Concentração de íons, F e 3 + = 0.0 301   M

    Concentração de íons, F e 3 + = 0.0760   M

    Concentração de íons, F e C N 6 3 - = 0 . 1564   M

    Concentração de íons, F e C N 6 4 - = 0.00309   M

    Meias reações ocorrendo

    F e 3 + + e - → F e 2 +

    E d i r e i t o 0 = 0.771   V

    F e C N 6 3 - + e - → F e 2 + + F e C N 6 4 -

    E e s q 0 = 0.360   V

    Subtrair as duas equações acima:

    F e 3 + + F e C N 6 4 - → F e 2 + + F e C N 6 3 -

    E c e l 0 = 0.771   V - 0.360   V

    = 0 . 411   V

    Passo 6

    Numero de elétrons envolvidos, n = 1

    O potencial da célula é dado como:

    E c e l = E c e l 0 - 0.0592 V n log ⁡ F e C N 6 3 - F e C N 6 4 - F e 2 + F e 3 +

    = 0.411   V - 0.0592 V 1 log ⁡ 0.1 564 × 0.0760 0.00309 × 0.0301

    = 0.411   V - 0.0296   V log ⁡ ( 1 . 27 × 10 2 )

    = 0.411   V - 0.0296 V × 2.106

    = 0.411   V - 0.125   V

    E c e l l = 0.286   V

    Portanto, o potencial da célula é 0 . 286   V .

    Passo 7

  3. O potencial da seguinte célula deve ser calculado:

Concentração de íons, T i 3 + = 0.02723   M

Concentração de íons, T i O 2 + = 1.46 × 10 - 3   M

Concentração de íons, H + = A n t i l o n g o - p H = A n t i l o n g o - 3 = 1 × 10 - 3   M

Meias reações ocorrendo

T i O 2 + + 2 H + + e - → T i 3 + + H 2 O

E e s q 0 = 0.099   V

O potencial de eletrodo de eletrodo de hidrogênio padrão é, E S H E = 0.0 V

Passo 4

Numero de elétrons envolvidos, n = 1

O potencial da célula é dado como:

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

= 0.099   V - 0.0592 V 1 log ⁡ 0.02723 1.46 × 10 - 3 × 1 × 10 - 3 2

= 0.411   V - 0.0296   V log ⁡ ( 1.865 × 10 7 )

= 0.411   V - 0.0296 V × 7.271

= 0.411   V - 0 . 430   V

E c e l l = - 0 . 331   V

Subtrair as duas equações acima:

E c e l 0 = 0 . 0   V - - 0.3 31   V

= 0 . 33 1   V

Portanto, o potencial da célula é 0 . 331   V .

Depois dessa questão, “Ninguém se mexe” Meu cérebro caiu.”

Haha bora pra proximaaaa

Resposta

  1. Portanto, o potencial da célula é 0.631   V .
  2. Portanto, o potencial da célula é 0.286   V .
  3. Portanto, o potencial da célula é 0.331   V .

Exercícios de Livros Relacionados

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 + 0,0955m o lL - 1 |C o 2 + 6,78 × 10 3m o lL - 1 |C
Gere as expressões das constantes de equilíbrio para as seguintes reações. Calcule os valores numéricos para Keq. *(a) F e 3 + +V 2 + ⇋F e 2 + + V 3 + (b)F e C N 6 3 - +C r 2 + ⇋F e C N 6 4 -C r 3 + *
Gere as expressões das constantes de equilíbrio para as seguintes reações. Calcule os valores numéricos para Keq. *(a) F e 3 + +V 2 + ⇋F e 2 + + V 3 + (b)F e C N 6 3 - +C r 2 + ⇋F e C N 6 4 -C r 3 + *
Gere as expressões das constantes de equilíbrio para as seguintes reações. Calcule os valores numéricos para Keq. *(a) F e 3 + +V 2 + ⇋F e 2 + + V 3 + (b)F e C N 6 3 - +C r 2 + ⇋F e C N 6 4 -C r 3 + *
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 nec