Calcule o potencial de eletrodo quando um eletrodo de platina é imerso em uma solução que é:
0,075 {\mathrm{~mol}} / {\mathrm{L}} {\mathrm{em}} {\mathrm{Fe}}{ }_{2}\left({\mathrm{SO}}_{4}\right)_{3} e 0,060 {\mathrm{~mol}} / {\mathrm{L}} {\mathrm{em}} {\mathrm{FeSO}}_{4}(

Passo 1

O enunciado pede para calcular o potencial de eletrodo de platina em contato com uma solução que contém \mathrm{Fe^{3+}} e \mathrm{Fe^{2+}}. O conteúdo envolvido é o uso da equação de Nernst para o par redox
\mathrm{Fe^{3+} + e^- \longrightarrow Fe^{2+}}
sabendo que, à temperatura ambiente ( 25^\circ\mathrm{C}), a constante RT/F em base decimal vale aproximadamente 0,05916\\ \mathrm{V}. Vamos precisar também do potencial padrão E^\circ desse par redox, que é +0{,}771\\ \mathrm{V}.

Passo 2

Determinar as concentrações de \mathrm{Fe^{3+}} e \mathrm{Fe^{2+}} a partir dos sais dados:
A solução tem 0{,}075\\ \mathrm{mol/L} de \mathrm{Fe_2(SO_4)_3}. Cada mol de \mathrm{Fe_2(SO_4)_3} libera 2 mol de \mathrm{Fe^{3+}}, logo
[\mathrm{Fe^{3+}}] = 2\times 0{,}075 = 0{,}150\\ \mathrm{mol/L}.
A mesma solução tem 0{,}060\\ \mathrm{mol/L} de \mathrm{FeSO_4}, que libera 1 mol de \mathrm{Fe^{2+}} por mol de sal, logo
[\mathrm{Fe^{2+}}] = 0{,}060\\ \mathrm{mol/L}.

Passo 3

Escrever a equação de Nernst para o par \mathrm{Fe^{3+}/Fe^{2+}}. Como a meia– reação envolve n=1 elétron, temos
E = E^\circ - \frac{0,05916}{n}\log\!Q
onde o quociente de reação é
Q = \frac{[\mathrm{Fe^{2+}}]}{[\mathrm{Fe^{3+}}]}.

Passo 4

Substituir os valores em E = 0{,}771 - 0{,}05916\log\!\bigl([\mathrm{Fe^{2+}}]/[\mathrm{Fe^{3+}}]\bigr):
\log\!\Bigl(\frac{0{,}060}{0{,}150}\Bigr) = \log(0{,}4) \approx -0{,}39794
então
E = 0{,}771 - 0{,}05916 \times (-0{,}39794) = 0{,}771 + 0{,}0235 = 0{,}7945\\ \mathrm{V}.

Resposta

O potencial de eletrodo vale aproximadamente 0{,}795\\ \mathrm{V}.

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