Determine o potencial da célula (Ecel) e diga se a reação, da forma como está montado o sistema, é ou não espontânea.
Pb|Pb^2+(0,1393 mol / L)||Cd^2+(0,0511 mol / L)| Cd
Dados: E^o C / C / C 2+=-0,420 V, E^o Pb / Pb 2+=-0,126 V
(Resp.: -0,307 V)

Passo 1

O enunciado apresenta a célula
Pbl|Pb^2+(0,1393,M)r|l|Cd^2+(0,0511,M)r|Cd
e pede o potencial da célula ( Ecel) e se a reação é espontânea. O conteúdo envolve identificar as semi-reações de redução, calcular o potencial padrão da célula e usar a equação de Nernst para corrigir pelas concentrações.

Passo 2

Listamos as potenciais semi-reações de redução e seus E^circ:
Pb^2+ + 2e^- &to Pb, &E^circPb^2+/Pb &= -0,126,V, Cd^2+ + 2e^- &to Cd, &E^circCd^2+/Cd &= -0,420,V
A semi-reação com E^circ mais positivo tende a ser o cátodo na reação espontânea padrão. Como -0,126,V > -0,420,V, a redução espontânea padrão seria em Pb^2+/Pb.

Passo 3

O potencial padrão da célula é
áâ
Porém, conforme a montagem dada (Pb|P||C|Cd), a redução ocorreria no lado de C, invertendo o sinal do potencial:

Passo 4

A reação global escrita conforme os eletrodos é
Cd^2+ + Pb ;longrightarrow; Cd + Pb^2+,
e o quociente de reação é
Q = [Pb^2+][Cd^2+] = 0,13930,0511approx2,726

Passo 5

Aplicamos a equação de Nernst para n=2:
Ecel = E^circcel,,montada - 0,05916nlog Q = -0,294 ;-;0,059162log(2,726)
Calculando
log(2,726)approx0,435 Longrightarrow 0,059162times0,435approx0,0129,
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Ecel = -0,294 - 0,0129 = -0,3069;Vapprox -0,307,V

Resposta

Ecel = -0,307,V. Como o potencial é negativo, a reação, na forma como está montado o sistema, não é espontânea.

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