Calcule a tensão produzida a 25°C pela célula:
Fe(s) | Fe2+ (aq, 0,45 mol L–1) || H+ (aq, 0,20 mol L–1) | H2(g, 0,85 atm) | 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:
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: Fe(s) Fe2+(aq) + 2e- ; E° oxidação = +0,45V
Catodo: 2H+(aq) + 2e- H2(g) ; E° redução = +0,0V
Global: Fe(s) + 2H+(aq) Fe2+(aq) + H2(g)
∆E° = E° oxidação + E° redução = 0,45 + 0,0V = 0,45V
Quociente reacional para a global:
Passo 2
Agora basta substituir tudo na equação de Nernst e resolver:
Resposta
∆E° = 0,42 Volts