12-Calcule E para a seguinte célula eletroquímica a 25 ^circ C
Pt |H2(g, 1.00 atm)| H^+(aq, 1.00 M) | Cu^2+(aq, 0.250 M) mid Cu
dados os seguintes potenciais padrão de redução.
ll Cu^2+ (aq)+2 e^- Cu(s) & E^circ=0.337 V 2 H(aq)^++2 e^- H2(g) & E^circ=0.000 V

Passo 1

O enunciado pede o potencial da célula eletroquímica
Ptmid H2(g,100,atm)mid H^+(aq,100,M);|;Cu^2+(aq,0250,M)mid Cu
a 25^circ C. O conteúdo principal é a aplicação da equação de Nernst, para o que precisamos: as semi-reações, o potencial padrão de cada eletrodo, a reação global, o quociente de reação Q e a temperatura.

Passo 2

As semi-reações de redução dadas são
Cu^2+ + 2e^- Cu (E^circ=0337,V)
2,H^+ + 2e^- H2 (E^circ=0000,V)
Como a semirreatão de cobre tem maior E^circ, ela ocorre no cátodo. A de hidrogênio é invertida (oxidação) no ânodo:
H2 2,H^+ + 2e^- (E^circox=-0000,V)

Passo 3

O potencial padrão da célula é
E^circcel = E^circcátodo - E^circânodo áâ
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E^circcel = 0337 - 0000 = 0337,V

Passo 4

A reação global é
Cu^2+(aq) + H2(g) Cu(s) + 2,H^+(aq)
e o quociente de reação é
Q = [H^+]^2[Cu^2+];PH2 = (100)^20250cdot100 = 4

Passo 5

Aplicamos a equação de Nernst a 25^circ C:
E = E^circcel - 005916,Vnlog Q
em que n=2.

Passo 6

Substituindo E^circcel=0337,V, n=2 e log Q=log4=060206:
E = 0337 - 0059162cdot060206 = 0337 - 002958cdot060206 approx 0319,V

Resposta

E = 0.319,V

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