A tensão produzida por uma pilha de Daniel é de . Se , qual é o valor de na célula?
Potenciais de redução padrão:
;
Tabela I - Potenciais de oxi-redução.
SISTEMA E (Volts) SISTEMA E (Volts)
-3,09 -0,25
-2,93 -0,13
-2,92 -0,12
-2,92 0,00
-2,90 +0,34
-2,89 +0,77
- 2,86 +0,80
-2,71 +0,957
- 2,36 +0,99
- 1,66 +1,20
-1,18
-0,76 1,09
-0,45 +1,50
-0,41 +1,50
-0,037 +1,51
-0,27

Passo 1

O enunciado descreve uma célula de Daniel cuja tensão medida é 1,22 V. Sabendo que [Cu^2+]=1,0 M, pede-se [Zn^2+]. O conteúdo que vamos usar é a equação de Nernst aplicada à célula eletroquímica.

Passo 2

Identificamos os potenciais padrão de redução:
- Zn^2+ + 2e^- to Zn, ;E^circ=-0,76 V
- Cu^2+ + 2e^- to Cu, ;E^circ=+0,34 V
A reação global espontânea é
Zn(s) + Cu^2+(aq) to Zn^2+(aq) + Cu(s),
com cátodo em cobre e ânodo em zinco.

Passo 3

Calculamos o potencial padrão da célula:
E^circcel = E^circcátodo - E^circânodo = 0,34 - (-0,76) = 1,10 V áâ

Passo 4

Escrevemos a equação de Nernst para a reação global, com n=2 elétrons transferidos e quociente de reação
Q = [Zn^2+][Cu^2+]
A equação de Nernst é
E = E^circcel - 0,05916n,log Q

Passo 5

Substituímos E=1,22 V, E^circcel=1,10 V e [Cu^2+]=1,0 M:
1,22 = 1,10 - 0,059162,log!gl([Zn^2+]1,0gr)
Rearranjando para [Zn^2+]:
log([Zn^2+]) = -1,22 - 1,100,05916/2 approx -4,06 Longrightarrow [Zn^2+] = 10^-4,06approx8,7times10^-5 M

Resposta

[Zn^2+]approx8,7times10^-5 M.

Exercícios relacionados