Enunciado

A prata deve ser depositada a partir de uma solução que é 0,150   m o l   L - 1 em A g ( C N ) 2 - , 0,320   m o l   L - 1 em K C N e é tamponada a p H   10,00 . O oxigênio é formado no ânodo a uma pressão parcial de 1,00   a t m . A célula tem uma resistência de 2,90   Ω ; a temperatura é de 25   ° C . Calcule:

  1. o potencial teórico necessário para iniciar a deposição da prata a partir da solução.
  2. a queda I R associada a uma corrente de 0,12   A nessa célula.
  3. o potencial inicial aplicado, dado que a sobrevoltagem do oxigênio é de 0,80   V .
  4. o potencial da célula quando [ A g ( C N ) 2 - ] é 1,00 ∙ 10 - 5   m o l   L - 1 , considerando que não há variações na queda I R e no sobrepotencial do O 2 .

Passo 1

Olá galerinha, espero que estejam todos bem! Vamos lá.

As duas semirreações e seus correspondentes potenciais padrão de eletrodo são:

O 2 g + 4 H + + 4 e - ⇌ 2 H 2 O                                                               E O 2 / H 2 O 0 = + 1,229   V              

A g ( C N ) 2 - + e - ⇌ A g s + 2 C N -                                                 E A g ( C N ) 2 - / C N - 0 = - 0,31   V

No item (a) queremos o potencial teórico necessário para iniciar a deposição da prata a partir da solução. E pelo enunciado temos:

A g C N 2 - = 0,150   m o l / L ;

[ C N - ] = 0,320   m o l / L ;

p H = 10,00 ;

p O 2 = 1   a t m .

Então:

H + = 10 - p H = 1,00 ∙ 10 - 10   m o l / L

O potencial para o eletrodo de prata será:

E A g ( C N ) 2 - / C N - 0 = E 0 - 0,0592 ∙ log ⁡ C N - 2 A g C N 2 - = - 0,31 - 0,0592 ∙ log ⁡ ( 0,320 ) 2 0,150

E A g ( C N ) 2 - / C N - 0 = - 0,30   V

Se O 2 é liberado a uma pressão de 1,00   a t m , o potencial para o eletrodo de oxigênio é:

E O 2 / H 2 O 0 = 1,229 - 0,0592 4 ∙ log ⁡ 1 p O 2 ∙ [ H + ] 4 = 1,229 - 0,0592 4 ∙ log ⁡ 1 ( 1   a t m ) ∙ ( 1,00 ∙ 10 - 10 ) 4

E O 2 / H 2 O 0 = + 0,64   V

O potencial da célula é:

E c é l u l a = E d i r e i t a - E e s q u e r d a = - 0,30 - 0,64 = - 0,94   V

Passo 2

No item (b) queremos descobrir a queda I R para I = 0,12   A , e pelo enunciado sabemos:

R = 2,90   Ω

A queda I R é dado por:

I R = - 0,12 ∙ 2,90 = - 0,35   V

Passo 3

(c) O potencial inicial para Π = 0,80   V :

E a p l i c a d o = E c é l u l a - I ∙ R - Π = - 0,94   - 0,35 - 0,80

E a p l i c a d o = - 2,09   V

Passo 4

No item (d) temos uma nova concentração de cobre de A g ( C N ) 2 - = 1 , 00 ∙ 10 - 5   m o l   L - 1 , então precisamos calcular o novo potencial de eletrodo da direita:

E A g ( C N ) 2 - / C N - 0 = E 0 - 0,0592 ∙ log ⁡ C N - 2 A g C N 2 - = - 0,31 - 0,0592 ∙ log ⁡ ( 0,320 ) 2 1,00 ∙ 10 - 5

E A g ( C N ) 2 - / C N - 0 = - 0,55   V

O novo potencial será:

E a p l i c a d o = E d i r e i t a - E e s q u e r d a - I ∙ R - Π = - 0,55 - 0,64 - 0,35 - 0,80

E a p l i c a d o = - 2,34   V

Até mais pessoal! Te aguardo para fazermos mais exercício juntos!

Resposta

  1. E c é l u l a = - 0,94   V .
  2. I R = - 0,35   V .
  3. E a p l i c a d o = - 2,09   V .
  4. E a p l i c a d o = - 2,34   V .

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