Calcule o pH da fase aquosa de um eletrodo de hidrogênio que está conectado à semi-reação
se a diferença de potencial da célula é de
.
Passo 1
O enunciado pede o pH da fase aquosa de um eletrodo de hidrogênio conectado a um eletrodo de ferro em presença de
de atividade unitaria, sabendo que a ddp da pilha é de
,V. O conteúdo principal aqui é a equação de Nernst para a célula galvânica, e vamos precisar do potencial-padrão dos pares
e
.
Passo 2
Listamos as meias-reações com seus potenciais-padrão (
, em volts):
O potencial-padrão da célula é
Passo 3
A reação global na pilha é
A equação de Nernst para o potencial da célula a
,°C (
,K) e número de elétrons
é
onde
é o quociente de reação:
pois as atividades de
e a pressão de
são unitárias.
Passo 4
Substituindo
em Nernst:
Isolando
:
Usando
,J·mol
·K
,
,K,
,C·mol
,
,V e
,V:
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Passo 5
O pH é dado por
Resposta
O pH da fase aquosa é aproximadamente
.