Encontre o valor do potencial a partir da Equação de Nernst para as seguintes semi-células abaixo:
Passo 1
O que o enunciado pede: calcular o potencial da semi-célula usando a Equação de Nernst, para a semi-reação
Informações dadas:
-
. -
. -
. - Número de elétrons transferidos na semi-reação:
.
Não há mais dados no enunciado (por exemploou temperatura), então vou assumir a temperatura padrão e usar o potencial padrão de redução conhecido para essa meia-reação: (valor tabelado).
Passo 2
A fórmula que vamos usar: Equação de Nernst na forma geral
onde:
-
é o potencial da semi-célula nas condições dadas, -
é o potencial padrão de redução da semi-célula (a ), -
é a constante dos gases ( ), -
é a temperatura em kelvin ( ), -
é o número de elétrons trocados ( ), -
é a constante de Faraday ( ), -
é o quociente de reação (mais abaixo explico como montá-lo).
Para facilitar os cálculos a
usa-se a forma decimal com logaritmo base 10:
Essa forma vem de
e avaliando em
dá o fator
.
Observação importante sobre
: em
entram as concentrações molares das espécies aquosas elevadas aos seus coeficientes estequiométricos, excluindo substâncias puras no estado líquido ou sólido (por isso a água líquida não aparece em
). Elétrons também não aparecem em
.
Passo 3
Montagem do quociente de reação
para a semi-reação dada. As espécies aquosas são
,
e
. A água é líquida e, portanto, não entra em
. Assim:
Agora substituo as concentrações fornecidas:
Passo 4
Cálculo de
com cuidado em potências de dez:
- Primeiro,
- Então o denominador é
- O numerador
Portanto
Logo
Passo 5
Aplicar a Equação de Nernst na forma prática. Usando
,
e
:
Calcule passo a passo:
Arredondando de forma razoável (três casas decimais):
Passo 6
Interpretação rápida (só para dar contexto): como
o segundo termo é positivo e grande, fazendo
menor que
. Isso faz sentido físico: houve um excesso relativo de produto em relação a reagentes, o que reduz a tendência à redução nas condições dadas. Força extra para te animar: você conseguiu montar
corretamente e usar a forma prática da Nernst — isso é exatamente o que pedem em provas!