Enunciado

Os seguintes itens foram retirados de uma almoxarifado para a construção de uma célula galvânica: dois béqueres de 250 ml, um ponte salina, um voltímetro com fios e pinças, 200 ml de uma solução 0,0080 M de CrCl3 (aq), 200 ml de uma solução 0,12 M de CuSO4 (aq), um pedação de fio de cobre e um pedaço de metal cromado. a) Descreva a construção de célula galvânica. b) Escreva as meias-reações de redução. c) Escreva a reação total da célula. d) Escreva o diagrama de célula da célula galvânica. e) Qual é o potencial esperado para a célula?

Passo 1

Letra a)

A célula galvânica será formada pelos dois béqueres de 250 ml que estarão um com 200 ml de solução 0,0080 M de CrCl3 (aq), e o outro com 200 ml de uma solução 0,12 M de CuSO4 (aq). A ponte salina ligará os dois béqueres junto com o voltímetro e as pinças, e imersa ao CrCl3 (aq) estará o fio de cobre, e o metal cromado, imerso ao CuSO4 (aq).

Passo 2

Letra b)

C u 2 + a q + 2 e - → C u ( s )

C r 3 + a q + 3 e - → C r ( s )

Passo 3

Letra c)

3 C u 2 + a q + 2 C r s → 3   C u s + 2 C r 3 + ( a q )

Passo 4

Letra d)

C r s | C r 3 + a q || C u 2 + a q | C u ( s )

Passo 5

Letra e)

Primeiramente, devemos 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 ° R e d u ç ã o C r 3 + C r = - 0,74   V ;

E ° R e d u ç ã o C u 2 + C u = + 0,34   V ;

E ° = E ° C u 2 + C u - E ° C r 3 + C r

E ° = ( + 0,34 - ( - 0,74 ) )   V

E ° = + 1,08   V

Agora, devemos obter o potencial da célula:

E = E ° - R T F n ln ⁡ Q = E ° - R T F n ln ⁡ C r 3 + 2 C u 2 + 3

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 ) ;

Sendo R T F = 0,025693   V , temos:

E = + 1,08   V - 0,025693   V 6 ln ⁡ 0,0080 2 0,12 3 = + 1,09   V

Resposta

a) A célula galvânica será formada pelos dois béqueres de 250 ml que estarão um com 200 ml de solução 0,0080 M de CrCl3 (aq), e o outro com 200 ml de uma solução 0,12 M de CuSO4 (aq). A ponte salina ligará os dois béqueres junto com o voltímetro e as pinças, e imersa ao CrCl3 (aq) estará o fio de cobre, e o metal cromado, imerso ao CuSO4 (aq);

b) C u 2 + a q + 2 e - → C u ( s ) , C r 3 + a q + 3 e - → C r ( s ) ;

c) 3 C u 2 + a q + 2 C r s → 3   C u s + 2 C r 3 + ( a q ) ;

d) C r s | C r 3 + a q || C u 2 + a q | C u ( s )

e) + 1,09   V .

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13.9-Calcule a energia livre de Gibbs padrão de reação das seguintes reações de células:a) 2 Ce4+ (aq) + 3 I- (aq) → 2 Ce3+ (aq) + I3- (aq) E° célula = + 1,08 Vb) 2 Cr 3+ (aq) 3 Fe3+ (aq) → 2 Cr6+ (aq
Escreva as meias-reações e a equação balanceada das reações de de cada uma das seguintes células galvânicas: (a) Cu(s)|Cu2+(aq)||Cu+(aq)|Cu(s)(b) Cr(s)|Cr2+(aq)||Au3+(aq)|Au(s)(c) Ag(s)|AgI(s)|I-(aq)|
Escreva as meias-reações e projete uma célula galvânica (escreva o diagrama de célula) para estudar cada uma das seguintes reações: P b ( N O 3 ) 2 ( a q ) + K 2 S O 4 ( a q ) → P b S O 4 ( s )+ 2 K N
Escreva as meias-reações e projete uma célula galvânica (escreva o diagrama de célula) para estudar cada uma das seguintes reações: A g B r ( s ) → 4A g a q ++ B r a q - , um equilíbrio de solubilidad