a) Um bastão de zinco imerso em uma solução contendo íons
de atividade 0,01 , acoplado a um eletrodo de cobre em que a atividade dos íons
é 0,002.
b) Um bastão de chumbo imerso em solução de íons
com atividade de 0,35 , acoplado a um eletrodo de prata, em que os íons
têm atividade 0,18.
Dados :
Respostas: a)
b)
b) Um bastão de chumbo imerso em solução de íons
Dados :
Respostas: a)
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que tá sendo pedido aqui. A gente tem dois problemas envolvendo eletrodos diferentes e queremos calcular o potencial da célula eletroquímica em cada caso. Para resolver isso, vamos usar a Equação de Nernst, que nos ajuda a ajustar o potencial padrão de um eletrodo levando em conta as atividades dos íons na solução.
Passo 2
Primeiro, vamos analisar o item a). Temos um bastão de zinco (Zn) imerso em uma solução com íons Zn²⁺ de atividade 0,01, e um eletrodo de cobre (Cu) com íons Cu²⁺ de atividade 0,002. Os potenciais padrão são:
- Zn:
- Cu:
Passo 3
Vamos lembrar que o potencial da célula é calculado pela diferença entre o potencial do cátodo e o ânodo:
Nesse caso, o cobre (Cu) será o cátodo (onde ocorre a redução) e o zinco (Zn) será o ânodo (onde ocorre a oxidação).
Passo 4
Agora, vamos usar a Equação de Nernst para cada eletrodo. A fórmula geral é:
onde
é o número de elétrons transferidos.
Para o ânodo (Zn):
Aqui,
, e a atividade dos íons Zn²⁺ é 0,01.
Para o cátodo (Cu):
Aqui, também
, e a atividade dos íons Cu²⁺ é 0,002.
Passo 5
Vamos calcular o potencial do ânodo (Zn):
Passo 6
Agora, o potencial do cátodo (Cu):
Passo 7
Finalmente, calculamos o potencial da célula:
Arredondando, temos
.
Passo 8
Agora, vamos para o item b). Temos um bastão de chumbo (Pb) em solução de íons Pb²⁺ com atividade 0,35, e um eletrodo de prata (Ag) com íons Ag⁺ de atividade 0,18. Os potenciais padrão são:
- Pb:
- Ag:
Passo 9
Vamos identificar qual eletrodo será o ânodo e qual será o cátodo. O potencial padrão mais negativo será o ânodo (oxidação) e o mais positivo será o cátodo (redução). Aqui, o chumbo (Pb) tem potencial mais negativo, então será o ânodo, e a prata (Ag) será o cátodo.
Passo 10
Aplicando a Equação de Nernst para cada eletrodo:
Para o ânodo (Pb):
Para o cátodo (Ag):
Aqui,
.
Passo 11
Calculando o potencial da célula:
Ajustando para mais casas decimais, temos
.
Resposta
a)
b)
b)