Faça uma representação da cela galvânica que tem numa semi célula um eletrodo de Zn imerso numa solução de Zn^2+ 0,1 mol / L e em outra semi célula tem um eletrodo de Zn imerso numa solução de Zn^2+ 0,01 mol / L. As semi-células estão unidas por uma ponte salina (tubo em U contendo KNO3 1,0 mol L^-1 e fechado nas extremidades com uma membrana semipermeável). Os eletrodos estão conectados a um multímetro. Escrever a reação anodica e catódica, calcular a diferença de potencial e fazer representação esquemática de barras da célula galvânica. A temperatura no sistema eletroquímico é de 298 K

Passo 1

Então, o exercício pede pra montar uma cela galvânica com duas semi-células de Zn|Zn²⁺, só que uma tem concentração 0,1 mol/L e a outra 0,01 mol/L. A gente vai escrever as reações de anodo e catodo, calcular a diferença de potencial usando a equação de Nernst e, por fim, fazer a representação em barras (símbolo “|” e “||”). O conteúdo aqui é eletroquímica básica: polo padrão de Zn/Zn²⁺, equação de Nernst e notação de célula galvânica.

Passo 2

Primeiro, lembra da semirreação padrão de redução do zinco e do seu potencial padrão:
Zn^2+ + 2e^- longrightarrow Zn(s) E^circ = -0,76,V
A equação de Nernst serve pra ajustar esse potencial quando a concentração não é 1 M:
E = E^circ - 0,0592nlogl([Zn^2+]r)
Aqui E0,1 = -0,76 - tfrac0,05922log(0,1) = -0,76 - 0,0296cdot(-1) = -0,76 + 0,0296 = -0,7304,V. Vamos calcular E0,01 = -0,76 - 0,0296log(0,01) = -0,76 - 0,0296cdot(-2) = -0,76 + 0,0592 = -0,7008,V em cada semi-célula:
  • Para 0,1 M:
  • Para 0,01 M:

Passo 3

Pra saber onde ocorre redução (catodo) e oxidação (anodo), a gente compara os potenciais calculados:
  • Mais positivo → catodo.
  • Mais negativo → anodo.
    Aqui Zn(s) ;longrightarrow; Zn^2+(0,1,M) + 2e^- é maior que Zn^2+(0,01,M) + 2e^- ;longrightarrow; Zn(s), então a semi-célula 0,01 M é o catodo e a 0,1 M é o anodo.
Reações:
Anodo (oxidação, 0,1 M):

Catodo (redução, 0,01 M):

Passo 4

Agora, a diferença de potencial da célula é:
Ecel = Ecatodo - Eanodo = (-0,7008) - (-0,7304) = +0,0296,V

Resposta

Anodo:
Zn(s);l|;Zn^2+(0,1,M);||;Zn^2+(0,01,M);|;Zn(s)
Catodo:

Diferença de potencial:

Notação em barras:

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