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Enunciado

Química - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 7.Problemas Numéricos - Ex. 13

Seja Δ r G o   =   - 212,7   k J   m o l - 1 para a reação na pilha de Daniell, a 25 ° C , com b C u S O 4 ,   =   1,0 × 10 - 3   m o l   k g - 1 e b Z n S O 4 =   3,0 × 10 - 3   m o l   k g - 1 . Calcule (a) a força iônica de cada solução; (b) os coeficientes médios de atividade iônica em cada compartimento eletródico; (c) o quociente reacional; (d) a f e m - p a d r ã o da pilha; e (e) a f e m da pilha. (Considere γ + = γ - = γ ± em cada compartimento.)

Passo 1

Falaaaaaaaaaaaaaaaa Tribuxo?

Bora resolver mais uma questão!?

a) Vamos usar:

I = 1 2 b b o + z + 2 + b b o - z - 2

Como o número de cargas trocadas é 2 , e b b o + = b b o - = b b o :

I = 1 2 b b o + 2 2 + b b o - 2 2

I = 1 2 b b o 4 + b b o 4

I = 1 2 8   b b o

I = 4   b b o

Substituindo, temos:

Passo 2

b) Agora vamos usar:

log ⁡ γ ± = - z + z - A I 1 2

Passo 3

c) Agora vamos montar a reação da pilha de Daniell:

C u 2 + a q + S O 4 2 - a q + Z n s → C u s + Z n 2 + a q +   S O 4 2 - a q

Temos que:

Q = a Z n 2 + a S O 4 2 , D a C u 2 + a S O 4 2 - , E

Q = γ + b + Z n 2 + γ - b - S O 4 2 - , D γ + b + C u 2 + γ - b - S O 4 2 - , E

Onde D = d i r e i t a   d a   e q u a ç ã o , e E = e s q u e r d a   d a   e q u a ç ã o .

Considerando b = b b o

Q = γ + b + Z n 2 + γ - b - S O 4 2 - , D γ + b + C u 2 + γ - b - S O 4 2 - , E

Temos que:

b + Z n 2 + = b - S O 4 2 - , D = b Z n S O 4

b + C u 2 + = b - S O 4 2 - , D = b C u S O 4

Substituindo, temos:

Q = 0,60 2   .   3 × 10 - 3 2 0,74 2   .   1 × 10 - 3 2  

Q = 5,917

Passo 4

d) Agora vamos calcular:

E o = - Δ r G o v F

E o = - - 212,7 × 10 3 2   .   9,6485 × 10 4

E o = 1,102   V

Passo 5

e) Agora vamos escrever a equação de Nernst:

E = E o - R T v F ln ⁡ Q

E = 1,102 - 8,314   .   298 2   .   9,6484 × 10 4 ln ⁡ 5,917

E = 1,079   V

Foi divertido!!!!

Bora matar mais uma!

Resposta

a) I C u S O 4 = 4 × 10 - 3

I Z n S O 4 = 1,2 × 10 - 2

b) γ ± C u S O 4 = 0,743

γ ± Z n S O 4 = 0,598

c) Q = 5,917

d) E o = 1,102   V

e) E = 1,079   V

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