Considere a célula eletroquímica Zn(s)|ZnCl2(0,0050 mol cdot kg^-1)| Hg2 Cl2(s)|Hg(l)| para a qual a reação global é H g2 C l2 ( s )+Z n(s) 2 H g(l)+2 C l(aq)+Z n^2+(aq). Dado E^ominus(Zn^2+, Zn)=- 0,7628 V ; E^ominus(Hg2 Cl2(s), Hg)=0,2676 v; e o potencial da célula como um todo é +1,2272 V.
Escreva a equação de Nernst para a pilha;

Passo 1

Beleza, o exercício quer que a gente escreva a equação de Nernst de uma pilha do tipo
Zn(s)│ZnCl₂(0,0050 mol·kg⁻¹)│Hg₂Cl₂(s)│Hg(l),
cuja reação global é
Hg2Cl2(s)+Zn(s)to 2,Hg(l)+2,Cl^-+Zn^2+,
Conteúdo: eletroquímica, potencial-padrão de pilha e equação de Nernst.
O que a gente precisa:
1) identificar ânodo e cátodo;
2) calcular ;
3) saber a fórmula geral da equação de Nernst;
4) montar o quociente de reação .

Passo 2

Primeiro, identificando as semi-reações:
– Cátodo (redução): E^circrm pilha=E^circrm cat-E^circrm an =0,2676-(-0,7628)=+1,0304rm,V, com .
– Ânodo (oxidação): com .
Aí o potencial-padrão da pilha é
$$E^\circ_{\rm pilha}=E^\circ_{\rm cat}-E^\circ_{\rm an}
=0{,}2676-(-0{,}7628)=+1{,}0304\rm,V,. $$

Passo 3

A equação de Nernst geral é
E = E^circrm pilha-RTnFln Q,,
onde Q=arm produtosarm rea>=ntes =[Zn^2+][Cl^-]^2 é o número de elétrons trocados e
$$Q=\frac{a_{\rm produtos}}{a_{\rm reagentes}}
=\frac{[\mathrm{Zn}{2+}]}{[\mathrm{Cl}-]^2}$$
(ignora-se sólidos e líquidos puros, pois sua atividade vale 1).

Passo 4

Para E = E^circrm pilha-0,05916n,log Q =1,0304-0,059162,log!l([Zn^2+][Cl^-]^2r), (298 K) a gente costuma usar a forma em log base 10:
$$E = E^\circ_{\rm pilha}-\frac{0{,}05916}{n},\log Q
=1{,}0304-\frac{0{,}05916}{2},\log!\Bigl(\frac{[\mathrm{Zn}{2+}]}{[\mathrm{Cl}-]^2}\Bigr),. $$

Resposta

boxedE = 1,0304;-;0,059162;log!l([Zn^2+][Cl^-]^2r)(em vo

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