(2 pontos) Considere uma célula galvânica a partir de dois eletrodos, um de
e um de (
), em uma temperatura de
.
a) Defina qual eletrodo será o anodo e qual será o catodo (explique sua escolha). Escreva a semireação do ânodo e a semi-reação do cátodo. ( 0,5 pontos)
b) Escreva a reação global balanceada da célula. ( 0,5 pontos)
c) Calcule o potencial da célula se as concentrações forem
em todas as espécies. ( 0,5 pontos)
d) Calcule o trabalho máximo que essa célula pode realizar nessas condições. ( 0,5 pontos)
a) Defina qual eletrodo será o anodo e qual será o catodo (explique sua escolha). Escreva a semireação do ânodo e a semi-reação do cátodo. ( 0,5 pontos)
b) Escreva a reação global balanceada da célula. ( 0,5 pontos)
c) Calcule o potencial da célula se as concentrações forem
d) Calcule o trabalho máximo que essa célula pode realizar nessas condições. ( 0,5 pontos)
Passo 1
O enunciado descreve uma célula galvânica formada pelos pares
e
a
. Precisamos:
– (a) identificar ânodo e cátodo e escrever as semirreações;
– (b) obter a reação global balanceada;
– (c) calcular o potencial da célula com todas as concentrações iguais a , usando a equação de Nernst;
– (d) calcular o trabalho máximo que a célula pode realizar.
– (a) identificar ânodo e cátodo e escrever as semirreações;
– (b) obter a reação global balanceada;
– (c) calcular o potencial da célula com todas as concentrações iguais a
– (d) calcular o trabalho máximo que a célula pode realizar.
Passo 2
Para decidir ânodo e cátodo comparamos potenciais padrões de redução
:
O eletrodo com maior
atua como cátodo (redução) e o de menor
atua como ânodo (oxidação).
ânodo:
cátodo:
ânodo:
cátodo:
Passo 3
Igualamos o número de elétrons trocados juntando 2 semicélulas de cério à reação de cobre:
Somando com
obtém-se a reação global balanceada:
Passo 4
O potencial da célula sob concentrações não-uniformes vem da equação de Nernst:
onde
Logo, em base decimal,
Passo 5
O trabalho máximo não expansível é dado por
Substituindo
,
,
:
Resposta
a) ânodo:
; cátodo:
.
b)
c)
d)
b)
c)
d)