UNIVERSIDADE DO ESTADO DO PARÁ
CAMPUS XVI-BARCARENA
CURSO DE LICENCIATURA EM CIENCIAS NATURAIS
Disciplina
Professor
ELETROQUÍMICA E OS PROCESSOS DE CONDUÇÃO DE
CORRENTE
MARCOS ANTONIO BARROS DOS SANTOS
ATIVIDADES DE APRENDIZAGEM
:
Questão 3
POTENCIAL DE CÉLULA FORA DAS CONDIÇÕES PADRÃO
OBJETIVOS
Saber usar a equação de Nernst para calcular o
potencial de uma pilha cujos os eletrodos não estejam
nas condições padrão.
Compreender a relação entre a constante de equilíbrio
e o potencial padrão de célula.
Questão 1
Uma pilha eletroquímica é montada com o eletrodo
constituído por um fio de prata mergulhado numa solução
de nitrato de prata 1,0 mol/L e o outro eletrodo de zinco
em solução de nitrato de zinco (II), 1,0 mol/L.
(a) Que reação se passa na pilha, nas condições padrões?
(b) Qual o E°?
(c) Qual é a polaridade do eletrodo de zinco?
(d) Os elétrons, no circuito externo, passam do zinco para
a prataou da prata para o zinco?
(e) Se a concentração dos íons prata for 0,5 mol/L e a dos
íons zinco for 1,0 mol/L, qual a voltagem da pilha?
Compare com o potencial padrão de célula e comente o
efeito da variação da concentração da prata.
Kotz & Treichel
Questão 2 – Problema-modelo
Suponha que você trabalhe para uma companhia que
projeta os mecanismos acionadores para grandes navios.
Os materiais nesses mecanismos irão obviamente entrar
em contato com ambientes que intensificam a corrosão.
Para calcular as dificuldades que a corrosão poderia
causar, você decide construir uma célula eletrolítica
modelo usando concentrações de eletrólitos que
poderiam estar presentes em seu sistema quando ele
estiver funcionando. Suponha que você tenha uma célula
que tem uma concentração de ferro (II) de 0,015mol/L e
uma concentração de H+ de 1,0×10-3 mol/L. A
temperatura da célula é 38°C, e a pressão do gás
hidrogênio é mantida a 0,04atm. Qual seria o potencial
de célula sob essas condições?
Brown & Holme (2009).
Determinar o potencial da pilha cuja reação, a 25°C, é
Calcule a voltagem de uma pilha eletroquímica com a seguinte
reação, com todos os solutos na concentração 0,10mol/L;
2 Fe3+(aq) + 2I− (aq) → 2 Fe2+(aq) + 2 I2 (s)
Compare a voltagem nas condições mencionadas com o
E°cel , o potencial padrão da reação.
Kotz & Treichel
Questão 4
Com base tanto na teoria como nos
resultados experimentais,
foi
determinado que os potenciais de
célula estão relacionados às
concentrações de reagentes e
produtos e a temperatura. A
equação de Nernst é geralmente
utilizada para determinar o
potencial da célula quando as
concentrações são conhecidas, mas
também é útil para determinar
concentrações
desconhecidas
usando o potencial de uma célula.
Um dispositivo que faz exatamente
isso é o pHmetro. Em uma célula
eletroquímica na qual os íons H+ é reagente ou produto, a voltagem
da célula variará de forma previsível em função da concentração dos
íons hidrogênio.
Uma célula eletroquímica construída a 25°C como eletrodos de
zinco imersos em uma solução 1 molar sulfato de zinco (II) e
o eletrodo de hidrogênio imerso em uma solução de íons H+ de
concentração desconhecida (platina como eletrodo inerte) com
gás hidrogênio borbulhando a uma pressão de 1,0 atm. Qual a
concentração dos íons hidrogênio e o pH da solução na meia
célula quando a voltagem é 0,522V ?
Questão 5
Descreva a célula baseada nas seguintes semirreações:
2+
VO2+ + 2 H+ + e− → VO + H2O E°=1,00V
Zn2+ + 2 e− → Zn
E°=−0,76V
Onde, T=25°C;
[H+]=0,50M;
[Zn2+]=1,0×10-1M.
[VO2+]=2,0M;
[VO2+]=1,0×10-2M;
Referencias
BROWN & HOLME (2009). Química Geral aplicada a engenharia.
Cengage Learning.
KOTZ & TREICHEL (1998). Química e reações químicas. LTC.