Exercícios Resolvidos de Equação de Nernst

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Enunciado

Determine a quantidade desconhecida da seguinte célula:

Passo 1

Fala aí, galera!!! Primeiro de tudo vamos entender o que ele quer que a gente descubra, né? Hahah se você olhar ali, ele quer que a gente descubra o pH do sistema, porque é onde tem um ponto de interrogação na equação. Como a gente vai fazer isso? Bem, primeiro precisamos encontrar o valor da concentração de H+ pra resolver esse trem. Mas de onde a gente vai tirar essa informação?

Se você se lembrar da equação de Nernst, a gente tem dentro dela uma constante de equilíbrio... HUMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM!!! Isso é muito bom, porque constantes de equilíbrio costumam aparecer concentrações ou atividades! A equação de Nernst é essa aqui:

E = E 0 - 0,0592 n l o g   Q

Então se a gente definir o número de elétrons n envolvido nessa reação redox, calcular o potencial padrão E0 e substituir o E por 0,33V que foi dado no enunciado... aí a gente consegue calcular o valor do quociente de reação Q

Passo 2

Da tabela temos:

No cátodo: Hg2Cl2(s) + 2e- 2 Hg(l) + 2 Cl-(aq) E° = 0,27 V

No Ânodo: H2(g) 2 H+(aq) + 2e- E0 = 0,0 V

Reação global: Hg2Cl2(s) + H2(g) 2Hg(l) + 2Cl-(aq) + 2H+(aq)

E 0 = E c a t 0 - E a n o d 0 = 0,27 - 0 = 0,27   V

E qual é a quantidade e elétrons envolvidos? DOISSS! Então vamos agora encontrar nosso valor de Q!!

E 0 - E n 0,0592 = l o g Q

Q = 10 E 0 - E n 0,0592 = 10 0,27 - 0,33 2 0,0592 = 9,4 × 10 - 3

Passo 3

Tá, mas quem é esse Q aí mesmo? O Q é dado por essa equação aqui entre as atividades a :

Q = a H g 2 . a C l - 2 . a H + 2 a H g 2 C l 2 . a H 2 = 9,4 × 10 - 3

Assumindo a hipótese de solução diluída, essas atividades viram concentrações, e sabemos que todo mundo que é sólido ou líquido puro vai assumir o valor unitário e todo mundo que for gás, vai assumir pressão parcial.

Q = C l - 2 H + 2 p H 2 = 9,4 × 10 - 3

H + 2 = 9,4 × 10 - 3 × 1 1 2 → H + = 0,0969 m o l L

Logo,

p H = - log ⁡ H + = 1,013

Resposta

p H = 1,013

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