Calcule a fem gerada pela célula abaixo quando
e
.
Passo 1
O que o problema pede: calcular a fem (tensão da cela) na condição dada.
Dados do enunciado:
Dados do enunciado:
Observação necessária (assumida): temperatura
(valor padrão para usar a forma prática da equação de Nernst).
Passo 2
Determinar o número de elétrons transferidos
. Escrevo as meias-reações para ver os elétrons:
meia-reações:
meia-reações:
Para cancelar elétrons, multiplico a oxidação por
e a redução por
:
Somando dá exatamente a reação do enunciado. Portanto
Explicação breve:
é o número total de elétrons que passam pela transformação global — é importante porque a correção de concentração na equação de Nernst é dividida por
.
Passo 3
Apresentar a equação de Nernst e explicar termos. A forma geral é
onde
é a constante dos gases (
),
é a temperatura em kelvin,
é a constante de Faraday (
),
é o número de elétrons e
é o quociente de reação (usando atividades). Em temperatura
costuma-se usar a forma prática com logaritmo decimal:
Observação: o sinal “−” aparece porque, se produtos estiverem em maior razão que reagentes,
e
; se
,
.
Passo 4
Determinar o quociente de reação
. Atividades de sólidos são
, então só entram espécies aquosas:
Substituo as concentrações dadas:
Passo 5
Calcular
numericamente passo a passo:
Multiplicando:
Calculo do logaritmo decimal:
Passo 6
Aplicar a equação de Nernst. Usando
,
e o valor de
:
Calculo do fator:
Multiplicando pelo
:
Portanto
Arredondando com base nas cifras significativas dos dados (normalmente três algarismos relevantes), obtemos
.