Calcular a
, a fem da célula: Zn I
II
I Cu. Onde m é a molalidade dos eletrólitos. A fem da célula padão é
. Considere os coeficientes de atividade do
e
como sendo, 0,063 e 0,150 respectivamente. (R:
)
Passo 1
O enunciado pede a fem da célula à temperatura de
para o sistema
Dados fornecidos:
coeficientes de atividade (fornecidos no enunciado) para os eletrólitos:
molalidades:
temperatura:
O que precisamos calcular: a fem real
da célula nessas condições.
Passo 2
Identificar a reação eletroquímica e o número de elétrons trocados
.
Meias reações:
Reação global:
Portanto o número de elétrons trocados é
.
Passo 3
Apresentar a equação de Nernst e explicar o que é o quociente de reação em termos de atividades.
A equação de Nernst para a fem da célula é
onde:
-
é a fem da célula nas condições dadas; -
é a fem padrão da célula (dada ); -
é a constante dos gases ( ); -
é a temperatura em Kelvin ( ); -
é a constante de Faraday ( ); -
é o número de elétrons trocados ( ); -
é o quociente de reação expresso em termos de atividades dos reagentes e produtos.
Para a reação dada,
onde
é a atividade do íon.
Explicação sobre atividade: a atividade corrige a concentração molal (ou molar) real por efeitos de interação iônica. Para um íon
,
onde
é o coeficiente de atividade do íon e
é a molalidade do íon. O enunciado fornece coeficientes de atividade para os eletrólitos (
e
), que aqui usamos como coeficiente de atividade médio aplicável aos íons do respectivo eletrólito (aproximação usual em exercícios desse tipo). Assim aproximamos:
Passo 4
Calcular as atividades iônicas usando os dados fornecidos (a aproximação mencionada no passo anterior).
Passo 5
Calcular o quociente de reação
.
Passo 6
Calcular o termo
numericamente e aplicar na equação de Nernst.
Calcular
:
Agora usar
:
Multiplicando:
Aplicando na equação de Nernst:
Passo 7
Arredondamento final e interpretação rápida.
Arredondando para duas casas decimais compatíveis com os dados:
Isto significa que, por causa das atividades relativas (maior atividade efetiva de
comparada a
), a fem diminuiu ligeiramente em relação ao valor padrão
. Boa! Você conseguiu seguir a Nernst direitinho.