Enunciado

A célula

S n S n 2 + 8,22 ∙ 10 - 4   m o l   L - 1     C d 2 + ( 7 , 5 0 ∙ 10 - 2   m o l   L - 1 ) C d

tem uma resistência de 3,9 5   Ω . Calcule o potencial inicial que será necessário para gerar uma corrente de 0,072   A na célula.

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:

C d 2 + + 2 e - ⇌ C d s                                                       E 0 = - 0 , 40 3   V

S n 2 + + 2 e - ⇌ S n s                                                       E 0 = - 0 , 136   V

Passo 2

Substituindo os valores na expressão de Nernst para o cádmio:

E C d 2 + / C d = E 0 - 0,0592 2 ∙ log ⁡ 1 C d 2 + = - 0 , 403 - 0,0592 2 ∙ log ⁡ 1 7 , 5 0 ∙ 10 - 2

E C d 2 + / C d = - 0 , 436

E para o estanho:

E S n 2 + / S n = E 0 - 0,0592 2 ∙ log ⁡ 1 S n 2 + = - 0 , 136 - 0,0592 2 ∙ log ⁡ 1 8,22 ∙ 10 - 4

E S n 2 + / S n = - 0 , 227

A partir do diagrama da célula, vemos que o eletrodo de cádmio é o eletrodo da direita e que o de estanho 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 C d 2 + / C d - E S n 2 + / S n

E c é l u l a = - 0 , 436 - - 0 , 227 = - 0 , 209

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 = 0,07 2   A ;

R = 3,95   Ω .

Substituindo:

E a p l i c a d o = - 0 , 209 - 0,07 2 ∙ 3,9 5 = - 0 , 49 3   V

Prontinho pessoal, até mais!

Resposta

- 0 , 49 3   V .

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