Faça uma representação da célula galvânica que tem numa semi-célula um eletrodo de cobalto imerso numa solução de Co^2+ 0,01 molL^-1 e em outra semi célula um eletrodo de níquel imerso numa solução de Ni^2+ 0,1 molL^-1. 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 de Co e Ni estão conectados a um multímetro. Escrever a reação anódica 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

Beleza, o exercício pede pra montar uma pilha galvânica com duas semi-células: uma de Co/Co²⁺ (0,01 mol·L⁻¹) e outra de Ni/Ni²⁺ (0,10 mol·L⁻¹), unidas por ponte salina de KNO₃. Temos que:
• Identificar reações anódica e catódica
• Calcular a diferença de potencial da pilha usando a equação de Nernst (T = 298 K)
• Escrever a representação em barras (notação da pilha)
Para isso, vamos precisar:
  1. Potenciais padrão de redução ( E = E^circrm cel - 0,0592nlog Q ) de Co²⁺/Co e Ni²⁺/Ni;
  2. Saber decidir quem oxida (ânodo) e quem reduz (catôdo);
  3. Equação de Nernst:
  1. Expressão do quociente de reação .

Passo 2

Primeiro, os potenciais padrão de redução (tabela):
Co^2+ + 2e^- &to Co;, E^circ = -0,28; V Ni^2+ + 2e^- &to Ni;, E^circ = -0,25; V
Quem tiver mais positivo é melhor em se reduzir (catôdo). Aqui, V (Ni²⁺/Ni) é maior que V (Co²⁺/Co), então:
• Catôdo: Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni
• Ânodo: Co → Co²⁺ + 2e⁻

Passo 3

Escrevendo direitinho:
Anódica (oxidação):
Co(s) ;to; Co^2+(aq);+;2e^-
Catódica (redução):
Ni^2+(aq);+;2e^-;to;Ni(s)

Passo 4

Calcular E^circrm cel ;=; E^circrm catôdo ;-; E^circrm ânodo ;=;(-0,25) - (-0,28) ;=;+0,03; V :
ôâ

Passo 5

Agora a Nernst pra condições não-padrão. A reação global é
Co(s) ;+;Ni^2+(aq);to;Co^2+(aq);+;Ni(s)
Então o quociente de reação é
Q = [Co^2+][Ni^2+] = 0,010,10 = 0,1
Como E = E^circrm cel ;-; 0,0592nlog Q = 0,03 - 0,05922log(0,1) , aplicamos
E = 0,03 - 0,05922times(-1) = 0,03 + 0,0296 = 0,0596; V
E como :

Passo 6

Representação esquemática em barras (notação da pilha):
Co(s);l|;Co^2+(0,01,M);;||;;Ni^2+(0,10,M);l|;Ni(s)

Resposta

Diferença de potencial V, com ânodo em Co(s) e catôdo em Ni(s), e notação da pilha conforme acima.

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