Enunciado

Calcule a tensão produzida a 25°C pela célula:

Cu(s) | Cu2+(aq, 0,80 mol.L–1) || Cl– (aq, 0,10 mol.L–1) | Cl2(g, 1,6atm) | Pt(s)

Passo 1

Primeiramente, temos que notar que a pilha não está nas condições padrão (25°C , concentração de 1 mol/L para todas as espécies em solução e 1 atm para todas as pressões parciais), sinalizando que teremos que usar a equação de Nernst para achar a tensão nessas condições diferentes.

A equação de Nernst:

∆ E = ∆ E ° - 0,0592 n . log ⁡ Q  

Onde Q é o quociente reacional e n é o número de elétrons que temos no sistema.

Além disso, devemos enxergar essa notação da seguinte maneira:

Anodo(s) | Anodon(aq) ||Catodom(aq) | Catodo(s)

Onde as barras ‘‘|’’ representam junções e a barra ‘‘|’’ representa a ponte salina que liga as duas soluções. Além disso, m e n são as cargas das espécies que estão no catodo e no anodo, essas cargas podem ser positivas ou negativas dependendo do reagente. Assim, podemos pensar nas semi-reações dessas espécies.

Semi-reações:

Anodo: Cu(s) Cu2+(aq) + 2e- ; E° oxidação = - 0,36V

Catodo: Cl2(g) + 2e- 2Cl-(aq) ; E° redução = +1,36

Global: Cu(s) + Cl2(g) Cu2+(aq) + 2Cl-(aq)

∆E° = E° oxidação + E° redução = 1,36 – 0,36V = 1,0 V

Quociente reacional para a global:

Q =   C u 2 + . C l - 2 P C l 2

Passo 2

Agora basta substituir tudo na equação de Nernst e resolver:

∆ E = ∆ E ° - 0,0592 n . log ⁡ Q  

∆ E = 1,0 - 0,0592 2 . log ⁡ C u 2 + . C l - 2 P C l 2  

∆ E = 1,0 - 0,0592 2 . log ⁡ 0,8 . 0,1 2 1,6   ≅ 1,07

Resposta

∆E ≈ 1,07 Volts.

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