7- Uma célula voltaica utiliza a seguinte reação e trabalha a
:
a) Qual é a FEM dessa célula em condições padrão?
b) Qual é a FEM quando [Fe3+]
e [Fe2+] = 0,010 mol/L e PH2 = 1,0 atm?
b) Qual é a FEM quando [Fe3+]
Passo 1
O enunciado trata de uma célula voltaica que, a
, opera segundo a reação global fornecida
Para calcular a força eletromotriz (FEM) precisamos (1) identificar as semi-reações de redução e oxidação e seus potenciais padrão
, (2) obter
e (3) usar a equação de Nernst
Aqui, cada átomo de ferro muda de
para
ganhando 1 elétron, e o hidrogênio se oxida liberando 2 elétrons, de modo que
.
Passo 2
As semi-reações padrão são
Logo,
Passo 3
Para as condições não-padrão definimos o quociente de reação
. Observando que
aparece em ambos os lados, ele se cancela e
A equação de Nernst torna-se então
com
,
,
e
.
Passo 4
Substituindo
e
:
O termo
vale
Portanto
Resposta
a)
b)
(aproximadamente).