1. Calcule a tensão produzida a 25^{\circ} \mathrm{C} pela célula
    \mathrm{Cu}(\mathrm{s})\left|\mathrm{Cu}^{+2}\left(\mathrm{aq}, 0,70 \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1}\right)\right|\left|\mathrm{Cl}^{-}\left(\mathrm{aq}, 1,4 \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1}\right)\right| \mathrm{Cl}_{2}(\mathrm{~g}, 725 \mathrm{mmHg}) \mid \mathrm{Pt}(\mathrm{s})

Passo 1

O enunciado pede a tensão a 25^\circ\mathrm{C} de uma célula com eletrodos de cobre e cloro e concentrações não padrão. O conteúdo é eletroquímica, mais precisamente cálculo do potencial de célula via equação de Nernst. Vamos precisar das semi-reações padrão, do potencial padrão da célula e da expressão do quociente de reação Q.

Passo 2

Identificamos as semi-reações de redução e seus potenciais padrão:
\mathrm{Cl}_{2}(g)+2e^{-}\to2\,\mathrm{Cl}^{-}(aq),\quad E^{\circ}=+1,358\\ \mathrm{V}
\mathrm{Cu}^{2+}(aq)+2e^{-}\to\mathrm{Cu}(s),\quad E^{\circ}=+0,340\\ \mathrm{V}
Como 1,358\\ \mathrm{V}>0,340\\ \mathrm{V}, o cloro é reduzido (cátodo) e o cobre é oxidado (ânodo).

Passo 3

Escrevemos a reação global (soma das semi-reações invertendo a do ânodo) e calculamos E^{\circ}_{\text{cel}}:
\mathrm{Cu}(s)+2\,\mathrm{Cl}^{-}(aq)\to\mathrm{Cu}^{2+}(aq)+\mathrm{Cl}_{2}(g)
E^{\circ}_{\text{cel}}=E^{\circ}_{\text{cátodo}}-E^{\circ}_{\text{ânodo}} =1,358-0,340=1,018\\ \mathrm{V}áâ

Passo 4

O quociente de reação é
Q=\frac{[\mathrm{Cu}^{2+}]\;p_{\mathrm{Cl}_2}}{[\mathrm{Cl}^-]^2}
Substituindo [\mathrm{Cu}^{2+}]=0,70\\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}, [\mathrm{Cl}^-]=1,4\\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} e p_{\mathrm{Cl}_2}=\tfrac{725}{760}\\ \mathrm{atm},
Q=\frac{0,70\cdot\bigl(725/760\bigr)}{(1,4)^2}\approx0,3406

Passo 5

Aplicamos a equação de Nernst a 298\\ \mathrm{K} ( n=2 elétrons):
E=E^{\circ}_{\text{cel}}-\frac{0,05916}{n}\log_{10}Q
E=1,018-\frac{0,05916}{2}\log_{10}(0,3406)

Passo 6

Calculando o termo de correção:
\log_{10}(0,3406)\approx-0,467 \quad\Longrightarrow\quad \frac{0,05916}{2}\times(-0,467)\approx-0,0138\\ \mathrm{V}
Logo
E=1,018-(-0,0138)=1,0318\\ \mathrm{V}\approx1,03\\ \mathrm{V}

Resposta

1,03\\ \mathrm{V}

Exercícios relacionados