A tensão produzida por uma célula de Daniell é 1,22 V a 25°C. Se a [Cu2+] = 1,0 mol.L–1, qual a [Zn2+] nesta célula?
Passo 1
Primeiramente, devemos lembrar qual é a célula de Daniell e quais são suas semi-reações. Feito isso, podemos determinar se a tensão produzida de 1,22V está ou não nas condições padrões. Se estiver, a concentração de Zn2+ será de 1M. Se não estiver, teremos que usar a equação de Nernst para calcular a sua concentração.
Semi-reações da pilha de Daniel:
Anodo: Zn(s) Zn2+(aq) + 2e- ; E° oxidação = +0,76V
Catodo: Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) ; E° redução = +0,34V
Global: Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s)
∆E° = E° oxidação + E° redução = 0,76 + 0,34V = 1,1V
Logo, como no enunciado é dito que a célula produz 1,22V, essa célula não pode estar no padrão. Sendo assim, teremos que usar a equação de Nernst:
Onde Q é o quociente reacional e n é o número de elétrons que temos no sistema.
Escrevendo o quociente reacional para a reação global do processo:
Passo 2
Substituindo tudo na equação de Nernst, temos:
Resposta
[Zn2+] = 8,83.10-5 mol/L