Determine os potenciais de cada eletrodo e o potencial da célula assim designada: \mathrm{Ag}(s)|\mathrm{AgCl}(s)| \mathrm{Cl}^{-}\left(a q, a_{ \pm}=0.0010\right) \| \mathrm{Fe}^{2+}\left(a q, a_{ \pm}=0.50\right), \mathrm{Fe}^{3+}\left(a q, a_{ \pm}=0.10\right) \mid \mathrm{Pt}(s) Passo 1O enunciado apresenta a célula \mathrm{Ag}(s)\big|\mathrm{AgCl}(s)\big|\mathrm{Cl}^-\,(a_{\mathrm{Cl}^-}=0{,}0010)\;\big|\big|\;\mathrm{Fe}^{2+}(a_{\mathrm{Fe}^{2+}}=0{,}50),\,\mathrm{Fe}^{3+}(a_{\mathrm{Fe}^{3+}}=0{,}10)\big|\mathrm{Pt}(s) e pede (a) o potencial do eletrodo de prata/cloreto, (b) o potencial do eletrodo ferroso/férrico e (c) o potencial da célula. Vamos usar a equação de Nernst para cada eletrodo e em seguida calcular E_{\mathrm{cel}}. Passo 2Reação do eletrodo de prata/cloreto: \mathrm{AgCl}(s) + e^- \rightarrow \mathrm{Ag}(s) + \mathrm{Cl}^- O potencial-padrão dessa semirreação é E^\circ = +0{,}22234,V. Pela equação de Nernst, a 25 °C temos E_{\mathrm{Ag/AgCl}} = E^\circ - \frac{RT}{F}\ln a_{\mathrm{Cl}^-} com \tfrac{RT}{F}=0{,}025693,V e a_{\mathrm{Cl}^-}=0{,}0010. Logo, E_{\mathrm{Ag/AgCl}} =0{,}22234 - 0{,}025693\;\ln(0{,}0010) =0{,}22234 +0{,}025693\times6{,}9078 \approx0{,}39996\text{ V}. Passo 3Reação do eletrodo ferroso/férrico: \mathrm{Fe}^{3+} + e^- \rightarrow \mathrm{Fe}^{2+} O potencial-padrão é E^\circ = +0{,}771,V. Pela Nernst: E_{\mathrm{Fe^{3+}/Fe^{2+}}} =E^\circ - \frac{RT}{F}\ln\frac{a_{\mathrm{Fe}^{2+}}}{a_{\mathrm{Fe}^{3+}}} com a_{\mathrm{Fe}^{2+}}=0{,}50, a_{\mathrm{Fe}^{3+}}=0{,}10 e \tfrac{RT}{F}=0{,}025693,V. Então E_{\mathrm{Fe^{3+}/Fe^{2+}}} =0{,}771 - 0{,}025693\;\ln\bigl(5\bigr) =0{,}771 -0{,}025693\times1{,}6094 \approx0{,}72964\text{ V}. Passo 4O potencial da célula é E_{\mathrm{cel}}=E_{\mathrm{cátodo}}-E_{\mathrm{ânodo}}áâ Aqui o eletrodo ferroso/férrico é mais positivo, logo é cátodo, e o de prata/cloreto é ânodo. Assim, E_{\mathrm{cel}} =0{,}72964 - 0{,}39996 \approx0{,}32968\text{ V}. Resposta E_{\mathrm{Ag/AgCl}}=0{,}4000,V E_{\mathrm{Fe^{3+}/Fe^{2+}}}=0{,}7296,V E_{\mathrm{cel}}=0{,}3297,V MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETAExercícios relacionadosUtilizando Tabela de potencial padrão de redução e tendo em conta a padronização da notação de um sistema eletroquimico encontre \mathrm{E}^{\circ} de cada semicelula e responda: \mathrm{Cu}\left|\mathrm{Cu}^{2+}(a q)\right| \mathrm{Ag}^{+}(a q)|\mathrm{Ag}| a) Quem é o anodo e catodo do célula eletroquimica. Resp. \mathrm{Cu} / \mathrm{Cu}^{2+} \mathrm{e} \mathrm{Ag}+/ \mathrm{Ag} b) Qual terminal está no potencial mais alto? Resp. \mathrm{Cu} / \mathrm{Cu}^{2+} c) Qual é a natureza da célula eletroquimica? Resp. Célula galvânica O potencial de redução padrão da meia-célula da \mathrm{Ag}^{+} / \mathrm{Ag} é 0,7991 \mathrm{~V} a 25^{\circ} \mathrm{C}. Tomando o valor experimental do Kps do sal AgCl igual a 1,56 \times 10^{-10} calcule o potencial padrão de redução para o eletrodo \mathrm{Ag} / \mathrm{AgCl} Resposta: E^{o}=-0,2192 \mathrm{~V} Para a redução do íon permanganato \mathrm{MnO}^{4-} para \mathrm{Mn}^{2+} em uma solução ácida, o potencial padrão de redução é \mathrm{E}^{\circ}=+1.51 \mathrm{~V}. Tendo em conta os valores dos potenciais padrões de redução indique e mostre qual desses eletrodos abaixo poderão ser usados para reduzir espontenamente os ions permangananatos nas condições padrões. \begin{array}{ll} \mathrm{Zn}^{2+}(a q)+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Zn}(s) & E^{\circ}=-0.7618 \mathrm{~V} \\\ \mathrm{Ag}^{+}(a q)+\mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Ag}(s) & E^{\circ}=0.7996 \mathrm{~V} \\\ \mathrm{Au}^{+}(a q)+\mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Au}(s) & E^{\circ}=1.692 \mathrm{~V} \end{array} Resposta: Z n / Z n^{2+} e A g / A g^{+} Calores específicos são geralmente dados em termos de funções polinomiais da temperatura. A equação para o dióxido de carbono é C_{p}=8,4448+0,5757 \cdot 10^{-2} T-0,2159 \cdot 10^{-5} T^{2}+0,3059 \cdot 10^{-9} T^{3} sendo T em { }^{\circ} \mathrm{F} e \mathrm{C}_{\mathrm{p}} em \mathrm{BTU} / \mathrm{lb} mol { }^{\circ} \mathrm{F}. Converta a equação, de modo que T seja em K ( \mathbf{2 . 5} pontos).