Calcule o potencial de eletrodo quando um eletrodo de platina é imerso em uma solução que é:
saturada com hidrogênio a 1 (uma) atmosfera e tem um pH de 3,50

Passo 1

O enunciado descreve um eletrodo de platina em contato com \mathrm{H_2}(g) a 1 atm e uma solução de \mathrm{H^+} com pH 3,50. O conteúdo é o potencial de eletrodo dado pela Equação de Nernst para a meia-reação de redução do hidrogênio.

Passo 2

A meia-reação é
2\,\mathrm{H^+} \;+\; 2\,\mathrm{e^-}\;\rightleftharpoons\;\mathrm{H_2}(g),
com n=2 elétrons envolvidos. A Equação de Nernst é
E = E^0 - \frac{RT}{nF}\ln Q,
onde E^0=0 V (por convenção do eletrodo padrão de hidrogênio) e
Q = \frac{P_{\mathrm{H_2}}}{a_{\mathrm{H^+}}^2}.

Passo 3

Como P_{\mathrm{H_2}}=1 atm, fica Q=1/a_{\mathrm{H^+}}^2. Logo
E = -\frac{RT}{2F}\ln\bigl(\tfrac{1}{a_{\mathrm{H^+}}^2}\bigr) = \frac{RT}{F}\ln(a_{\mathrm{H^+}}).

Passo 4

A atividade a_{\mathrm{H^+}}=10^{-\mathrm{pH}}=10^{-3,50}. Então
\ln(a_{\mathrm{H^+}}) = -3,50\,\ln(10),
e
E = -\frac{RT\,\ln(10)}{F}\,3{,}50 = -\bigl(2{,}303\,\tfrac{RT}{F}\bigr)\,3{,}50.

Passo 5

A T=25^\circ\mathrm{C} ( 298 K) vale
2{,}303\,\frac{RT}{F} \approx 0{,}05916\\ \mathrm{V},
logo
E = -0{,}05916\times 3{,}50 \approx -0{,}2071\\ \mathrm{V}.

Resposta

-0,207\\ \mathrm{V}

Exercícios relacionados