Calcule o potencial da pilha quando a concentração de íons
e de íons
forem 0,05 e
, respectivamente.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para calcular o potencial de uma pilha eletroquímica quando as concentrações dos íons
e
são 0,05 e 0,01 mol/L, respectivamente. Vamos usar a teoria das pilhas de volta e a Equação de Nernst para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, precisamos identificar as semi-reações de redução e oxidação envolvidas na pilha. Normalmente, em uma pilha de Zn/Cu:
-
Zinco (Zn) sofre oxidação:
-
Cobre (Cu) sofre redução:
Passo 3
Em seguida, vamos buscar os potenciais padrão de redução (
) para cada meia-reação:
Passo 4
O potencial padrão da pilha (
) é a diferença entre os potenciais de redução das duas semi-reações:
Passo 5
Agora, para condições não padrão (com concentrações diferentes), usamos a Equação de Nernst:
Onde:
-
é o número de elétrons transferidos (neste caso, 2). -
é o quociente de reação, que para nossa pilha é .
Passo 6
Calculando
com as concentrações dadas:
Passo 7
Substituindo os valores na Equação de Nernst:
Primeiro, calculamos
.
Agora,
.
Então:
Resposta
O potencial da pilha é aproximadamente 1,08 V.