Um eletrodo de prata foi construído utilizando uma lâmina de prata imersa em uma solução contendo íons prata,
, na concentração igual a
. Este eletrodo opera sob temperatura de
. CALCULE o potencial eletroquímico deste eletrodo sob estas condições. Dado:
Passo 1
O enunciado pede para calcular o potencial eletroquímico do eletrodo de prata sob as condições dadas. Dados fornecidos:
A pergunta é: qual é o potencial eletroquímico
desse eletrodo nessas condições?
Passo 2
Converto a temperatura para Kelvin, porque a equação que usaremos exige Kelvin:
Passo 3
Apresento a equação que usamos (Nernst) e explico cada termo de forma didática.
A forma geral da equação de Nernst para uma meia-reação de redução é
A forma geral da equação de Nernst para uma meia-reação de redução é
onde:
-
é o potencial da meia-célula nas condições dadas (o que queremos); -
é o potencial padrão (dado: ); -
é a constante dos gases ideais, ; -
é a temperatura em Kelvin (já calculada); -
é o número de elétrons envolvidos na reação (aqui , porque entra 1 ); -
é a constante de Faraday, ; -
é o quociente da reação (razão das atividades dos produtos pelos reagentes, com potências conforme coeficientes estequiométricos).
Para nossa meia-reação a única espécie em solução é
e o sólido
tem atividade
. Assim o quociente é
portanto
Usando propriedades do logaritmo isso fica mais simples e conveniente:
Comentários intuitivos: se
então
e
. Se
diminui muito,
é negativo e
fica menor que
— ou seja, íons prata em baixa concentração tornam a redução menos favorecida e o potencial diminui.
Passo 4
Substituo
e escrevo a expressão que vou calcular:
Passo 5
Calculo o fator
numericamente. Uso
,
e
:
Faço a multiplicação no numerador:
e a divisão:
Passo 6
Calculo o logaritmo natural da concentração:
Uso
:
logo
Passo 7
Multiplico o fator
pelo
:
Passo 8
Somando a contribuição ao potencial padrão:
Considerando os algarismos significativos dos dados (concentração dada com três dígitos significativos e
com três casas decimais), apresento o resultado com três algarismos significativos:
Força e respira fundo: pronto — é só aplicar a Nernst com calma.