Qual é o potencial de semi-reação para uma solução contendo
de
e
?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem uma solução com 0,001 mol/L de íon dicromato (
) e 0,01 mol/L de
em um pH de 2,0. A pergunta é: qual é o potencial da semi-reação nessa condição? Vamos usar a Equação de Nernst para resolver isso. Vamos precisar lembrar como aplicar essa equação e entender os componentes envolvidos na reação redox que você forneceu.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a Equação de Nernst, que nos permite calcular o potencial de eletrodo não padrão, ou seja, em condições que não sejam 1 M de concentração para todas as espécies:
Onde:
- $ E $ é o potencial da celula nas condições atuais.
- $ E^{\circ} $ é o potencial padrão da reação.
- $ R $ é a constante dos gases (8,314 J/mol·K).
- $ T $ é a temperatura em Kelvin.
- $ n $ é o número de elétrons transferidos na reação.
- $ F $ é a constante de Faraday (96485 C/mol).
- $ Q $ é o quociente de reação, que relaciona as concentrações dos produtos e reagentes.
Como geralmente trabalhamos a 25°C (298 K), podemos simplificar a equação usando a versão em base 10 e a constante $ 0,0592 $ V:
Passo 3
Agora, vamos identificar o que é cada coisa na nossa reação:
Aqui, o potencial padrão $ E^{\circ} $ é 1,33 V. O número de elétrons transferidos ($ n $) é 6.
Passo 4
Vamos agora determinar o quociente de reação $ Q $. Ele é calculado a partir das concentrações dos produtos sobre as concentrações dos reagentes, cada um elevado ao seu coeficiente estequiométrico:
Substituindo os valores que temos:
Então,
Passo 5
Agora, vamos aplicar esses valores na Equação de Nernst simplificada:
Sabemos que $ n = 6 $ e $ Q = 10^{27} $, então:
Sabendo que $ \log (10^{27}) = 27 $,
Passo 6
Vamos calcular a parte da subtração:
Então,
Resposta
O potencial da semi-reação nessa condição é aproximadamente 1,06 V.