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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 13.1 - Ex. 108

O potencial de célula Zn(s)|Zn2+(aq,?)||Pb2+(aq, 0,10 mol.L-1)|Pb(s) é +0,661 V. a) Qual é a molaridade dos íons Zn2+? b) Escreva uma equação que dê a concentração dos íons Zn2+ em função do potencial, imaginando constantes os demais parâmetros da célula.

Passo 1

Escrever as meia-reações e a reação geral:

P b 2 + a q + 2 e - → P b ( s )

Z n s → Z n 2 + a q + 2 e -

P b 2 + a q + Z n s → P b s + Z n 2 + a q

Passo 2

Calcular o potencial padrão da célula:

E ° = E ° R e d u ç ã o - E ° O x i d a ç ã o

E ° = E ° P b 2 + P b - E ° Z n 2 + Z n

E ° = - 0,13 - - 0,76   V

E ° = + 0,63   V

Passo 3

Utilizar a seguinte equação para determinar a concentração desconhecida:

E = E ° - R T F n ln ⁡ Q

Onde:

n = N ú m e r o   p u r o   d e   e l é t r o n s ;

F = C o s n t a n t e   d e   F a r a d a y   ( 9,6485 ⋅ 10 4   C . m o l - 1 ) ;

R T F = 0,025693   V .

E = E ° - R T F n ln ⁡ Z n 2 + P b 2 +

+ 0,661   V = + 0,63   V - 0,025693   V 2 ⋅ ln ⁡ Z n 2 + 0,10

Z n 2 + = 8,95 ⋅ 10 - 3   m o l . L - 1

Passo 4

Letra b)

E = E ° - 0,025693   V 2 ⋅ ln ⁡ Z n 2 + 0,10

Resposta

a) 8,95 ⋅ 10 - 3   m o l . L - 1 ;

b) E = E ° - 0,025693   V 2 ⋅ ln ⁡ Z n 2 + 0,10 .

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