Considere uma célula galvânica constituída por um eletrodo de titânio, onde
, e um eletrodo de mercúrio, no qual
, operando em equilíbrio térmico e com temperatura igual a
. CALCULE a força eletromotriz (fem) desta célula galvânica. Dados:
Equação Global:
FEM:
Equação Global:
Passo 1
O enunciado pede que eu calcule a força eletromotriz (fem) de uma célula galvânica em equilíbrio térmico a
. Dados fornecidos:
Meia-reações e potenciais-padrão dados:
Temperatura:
.
Pergunta: calcular a fem da célula sob essas condições. Não há outras informações.
Pergunta: calcular a fem da célula sob essas condições. Não há outras informações.
Passo 2
Identifico qual semi-reação será catódica (redução) e qual será anódica (oxidação) e escrevo a equação global.
Comparo os potenciais-padrão: é mais positivo que
. Logo:
Comparo os potenciais-padrão:
- Catodo (redução):
. - Anodo (oxidação): inversa da dada para titânio,
Equação global (somando anodo + catodo):
Passo 3
Calculo o potencial-padrão da célula
pela relação
Substituindo:
Passo 4
Aplico a equação de Nernst para obter a fem em temperatura não padrão. A forma útil é
onde:
Explico rapidamente
: para a reação
somente aparecem as espécies aquosas em
. Assim
Passo 5
Substituo as concentrações dadas para calcular
:
Passo 6
Calculo o fator
na temperatura
.
Primeiro :
Primeiro
Então
Obs.: mostrei as constantes usadas; os arredondamentos acima são consistentes para cálculos de prova sem calculadora.
Passo 7
Calculo
e o termo de correção de Nernst:
Agora o termo
:
Aplicando a equação de Nernst:
Passo 8
Interpretação: o potencial calculado é positivo, o que indica que a reação escrita (oxidação do titânio e redução do
) é espontânea nas condições dadas. O valor final arredondado com precisão adequada para a prova será apresentado na seção de resposta.