Enunciado

13.38- Calcule o quociente da reação, Q, da reação de célula, dado o valor do potencial de célula medido. Balanceie as equações químicas usando os coeficientes de menor número inteiro.

a) Ag (s) | Ag+ (aq)‖ ClO4-(aq), H+ (aq), ClO3- (aq)|Pt (s) E = + 0,40 V

b) C(gr) | Cl2 (g) |Cl- (aq) ‖ Au3+ (aq)|Au (s) E = 0,00 V

Passo 1

a)Galerisss, vamos começar escrevendo as semi-reações:

Anodo: Ag (s) → Ag+ (aq) + 1 e-

Catodo: ClO4- (aq) + 2 H+(aq) + 2 e- → ClO3- (aq) + H2O (l)

Agora, vamos multiplicar a primeira reação por dois, para igualar o número de elétrons:

Ag (s) → Ag+ (aq) + 1 e- x 2

2 Ag (s) → 2 Ag+ (aq) + 2 e-

Dessa forma,

2 Ag (s) + ClO4- (aq) + 2 H+ (aq) → 2 Ag+ (aq) + ClO3- (aq) + H2O (l)

Passo 2

Vamos utilizar a seguinte equação para encontrar o Q :

E = E ° - 0,0592   V   n log ⁡ Q

O número de elétrons envolvidos na reação é 2;

O E °   da célula é 1,23 – (0,80) = 0,43 V

Assim,

0,40 = 0,43 - 0,0592   V   2 log ⁡ Q

- 0,06 =   - 0,0592 log ⁡ Q

1,0135 = log ⁡ Q

Q = 10,31

Passo 3

b) Vamos as escrever as semi-reações:

Anodo: 2 Cl- (aq) → Cl2 (g) + 2 e-

Catodo: Cr2O7 - (aq) + 14 H+(aq) + 6 e- → 2 Cr2+ (aq) + 7 H2O (l)

Agora, vamos multiplicar a primeira reação por 3, para igualar o número de elétrons:

2 Cl- (aq) → Cl2 (g) + 2 e- x 3

6 Cl- (aq) → 3 Cl2 (g) + 6 e-

Dessa forma,

2 Cl- (aq) + Cr2O7 - (aq) + 14 H+(aq) → 3 Cl2 (g) + 2 Cr2+ (aq) + 7 H2O (l)

Passo 4

Vamos utilizar a seguinte equação para encontrar o Q :

E = E ° - 0,0592   V   n log ⁡ Q

O número de elétrons envolvidos na reação é 2;

O E °   da célula é 1,33 – (1,36) = -0,03 V

Assim,

0,00 = -   0,03 - 0,0592   V   2 log ⁡ Q

0,06 =   - 0,0592 log ⁡ Q

-   1,0135 = log ⁡ Q

Q = 0,0969

Resposta

  1. 2 Ag (s) + ClO4- (aq) + 2 H+ (aq) → 2 Ag+ (aq) + ClO3- (aq) + H2O (l) , Q = 10,31
  2. 2 Cl- (aq) + Cr2O7 - (aq) + 14 H+(aq) → 3 Cl2 (g) + 2 Cr2+ (aq) + 7 H2O (l) , Q = 0,0969
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