Calcule o potencial de eletrodo quando um eletrodo de platina é imerso em uma solução que é:
0,075 {\mathrm{~mol}} / {\mathrm{Lem}} {\mathrm{Fe}} _{2}\left({\mathrm{SO}}_{4}\right)_{3} e $0,060 {\mathrm{~mol}} / {\mathrm{Lem}} {\mathrm{FeSO}}_{4}() Resp.: E=0,795 V)

Passo 1

O enunciado pede o potencial de eletrodo de platina imersa numa solução que contém sulfato férrico e sulfato ferroso. O conteúdo que vamos usar é o princípio de Nernst para o semi-elemento
\mathrm{Fe}^{3+} + e^{-} \longrightarrow \mathrm{Fe}^{2+}.

Passo 2

A meia-reação relevante é
\mathrm{Fe}^{3+} + e^{-} \longrightarrow \mathrm{Fe}^{2+}
e o potencial padrão dessa reação é E^{\circ}=0,771\\ \mathrm{V} (tabela de potenciais padrão).

Passo 3

Precisamos das concentrações iônicas:
  • A solução de 0,075\\ \mathrm{mol/L} de \mathrm{Fe}_{2}(\mathrm{SO}_{4})_{3} fornece 2 íons \mathrm{Fe}^{3+} por fórmula, logo
[\mathrm{Fe}^{3+}]=2\times0,075=0,150\\ \mathrm{M}.
  • A solução de 0,060\\ \mathrm{mol/L} de \mathrm{FeSO}_{4} fornece diretamente
[\mathrm{Fe}^{2+}]=0,060\\ \mathrm{M}.

Passo 4

A equação de Nernst a 25\\ ^\circ\mathrm{C} ( 298\\ \mathrm{K}) para uma reação de um elétron ( n=1) é
E = E^{\circ} - \frac{0,05916}{n}\,\log Q
onde o quociente de reação é
Q = \frac{[\mathrm{Fe}^{2+}]}{[\mathrm{Fe}^{3+}]}.

Passo 5

Substituindo os valores:
Q = \frac{0,060}{0,150}=0,40
E = 0,771\\\ -\\\ 0,05916\cdot\log(0,40).
Como \log(0,40)=-0,39794, vem
E = 0,771\\\ -\\\ 0,05916\times(-0,39794) =0,771+0,0235 =0,7945\\ \mathrm{V}.

Resposta

E = 0,795\\ \mathrm{V}

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