fem
e
15. Calcular a fem da pilha
, sabendo que:
15. Calcular a fem da pilha
Passo 1
O enunciado pede a fem (diferença de potencial) da pilha cuja notação é
.
Dados fornecidos:
Dados fornecidos:
concentrações:
e
.
A tarefa é calcular a fem da pilha nessas condições (pressupõe temperatura ambiente , ou seja
).
A tarefa é calcular a fem da pilha nessas condições (pressupõe temperatura ambiente
Passo 2
Identificar ânodo e cátodo e escrever as semi-reações. A meia-reação com maior potencial padrão de redução atua como cátodo (reduz-se). Aqui:
A reação global da pilha é
Número de elétrons transferidos:
.
Passo 3
Calcular a fem padrão da célula
pela diferença dos potenciais padrão:
Substituindo:
Isso significa que, em condições padrão, a pilha teria
.
Passo 4
Aplicar a equação de Nernst para ajustar a fem às concentrações dadas. A equação geral é
onde:
-
é a fem nas condições dadas; -
é a fem padrão da célula; -
é a constante dos gases ideais ( ); -
é a temperatura absoluta ( assumida); -
é a constante de Faraday ( ); -
é o número de elétrons trocados ( ); -
é o quociente de reação expressando atividades (aqui aproximadas por concentrações).
Para a reação escrita
, o quociente de reação é
Usando as concentrações fornecidas:
Passo 5
Calcular numericamente o termo
. Primeiro calcule
:
Dividindo por
:
Agora calcule
:
Multiplicando:
Usando a equação de Nernst:
Arredondando com dois algarismos significativos depois da vírgula fica
.
Observação: Se preferir usar logaritmo decimal, existe a forma prática à
que dá o mesmo resultado porque
.
Passo 6
Interpretação rápida: como
(mais reagente que produto nas concentrações dadas), o termo
é positivo, logo
. Isso significa que, com essas concentrações, a pilha entrega um pouco mais de tensão que em condições padrão. Força aí que com esse passo a passo você consegue repetir o procedimento em outras pilhas!