Uma pilha de concentração é construída de dois eletrodos de
. O primeiro eletrodo tem
, e o segundo tem
. (a) Qual eletrodo constitui o anodo da pilha? (b) Qual é a f.e.m. da pilha?
Passo 1
O enunciado descreve uma pilha de concentração formada por dois eletrodos idênticos de zinco, ambos com meia-reação
sendo que um eletrodo está em solução com concentração
e o outro em
.
(a) Precisamos identificar qual eletrodo serve de ânodo (onde ocorre oxidação).
(b) Precisamos calcular a força eletromotriz da pilha usando a equação de Nernst para célula de concentração.
(a) Precisamos identificar qual eletrodo serve de ânodo (onde ocorre oxidação).
(b) Precisamos calcular a força eletromotriz da pilha usando a equação de Nernst para célula de concentração.
Passo 2
Para cada eletrodo a equação de Nernst, em condições padrão de temperatura
, para a reação de redução é
onde
é o número de elétrons e o quociente de reação é
Logo,
Como
, cada potencial de redução é
Passo 3
Calculando os potenciais de redução:
Para :
Para
Para
:
Passo 4
O eletrodo com maior potencial de redução atua como cátodo (redução). Como
o eletrodo em
mol/L é o cátodo. Consequentemente, o ânodo (oxidação) é o eletrodo em
mol/L.
Passo 5
A f.e.m. da pilha é
Alternativamente, pelo formato de célula de concentração:
Resposta
(a) O ânodo é o eletrodo com
mol/L.
(b) A f.e.m. da pilha é aproximadamente .
(b) A f.e.m. da pilha é aproximadamente