CIAAR - Equação de nernst

por samuelbelembr@gmail.com Ter 25 Jan 2022, 15:14

A Equação de Nernst, desenvolvida pelo químico e físico alemão Walther Hermann Nernst, é a relação quantitativa que permite calcular a força eletromotriz de uma pilha para concentrações de íons diferentes de uma unidade. Também é usada para cálculos em titulação de oxidação-redução.

A equação a 25°C pode ser escrita de forma reduzida como:

Sendo: R = 8,315 J K-1 mol-1; T = 298,2 K (25°C); F = 96485 C mol-1

Calcule a força eletromotriz para a seguinte pilha a 25°C: Fe / Fe2 + (0,02M) || Cu2 +(0,2M) / Cu
Dados: potencial padrão de redução (Eº Fe = -0,44V e Eº Cu = +0,40V).

Alternativas
A)0,81V.
B)0,84V.
C)0,86V.
D)1,13V.

Resposta: C

por renan2014 Dom 13 Fev 2022, 14:14

Considerando as atividades padrão,

Vou escrever as semi-reações de redução:

[latex]Fe^{2+}_{(aq)} + 2e \rightarrow Fe_{(s)} \;\;\;\; E^{\circ}_{1} =-0,44V [/latex]

[latex]Cu^{2+}_{(aq)} + 2e \rightarrow Cu_{(s)} \;\;\;\; E^{\circ}_{2} =0,40\;V [/latex]

Logo, nas condições padrão teremos:

[latex]Cu^{2+}_{(aq)} + Fe_{(s)} \rightarrow Fe^{2+}_{(aq)} +Cu_{(s)} \;\;\;\; \Delta E^{\circ} =0,84 \;V[/latex]

Pela equação de nernst, teremos:

[latex]\Delta E = \Delta E^{\circ} - \dfrac{0,0592}{n}\cdot log\left (\dfrac{[Fe^{2+}_{(aq)}]}{[Cu^{2+}_{(aq)}]} \right )[/latex]

Substituindo os dados:

[latex]\Delta E = 0,84 - \dfrac{0,0592}{2}\cdot log\left (\dfrac{0,02\;M}{0,2\;M} \right )[/latex]

Calculando o log, vamos ter:

[latex]\Delta E = 0,84 - \dfrac{0,0592}{2}\cdot (-1) = 0,84 + 0,0296 = 0,8696 \;V[/latex]

Sabemos que o 0,0592 é uma aproximação, ai dá mesmo a letra C).

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