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Em uma célula galvânica composta por eletrodos de prata e zinco, o zinco atua como ânodo e a prata como cátodo. Esse tipo de célula é amplamente estudado para entender como a variação na concentração dos íons pode afetar o potencial da célula. O potencial de redução padrão para a prata é e para o zinco é .
Dada uma situação em condições ambiente de temperatura e pressão em que a concentração de é e a concentração de é , assinale a alternativa correta que apresenta o potencial da célula usando a Equação de Nernst.
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Alternativa A - +1,41 V
O potencial de uma célula galvânica em condições não padrão (concentrações diferentes de 1 mol/L) é calculado através da Equação de Nernst, que relaciona o potencial padrão, a temperatura e as concentrações das espécies iônicas.
A célula é composta por Prata (Ag) e Zinco (Zn). Pelos potenciais fornecidos:
O potencial padrão da célula (E⁰_cel) é: E⁰_cel = E⁰_redução(cátodo) - E⁰_redução(ânodo) E⁰_cel = 0,80 - (-0,76) = 1,56 V
A reação global balanceada (n = 2 elétrons) é: Zn(s) + 2Ag⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + 2Ag(s)
Aplicação da Equação de Nernst a 25 °C: E = E⁰ - (0,0592 ÷ n) × log(Q) Onde Q = [Zn²⁺] ÷ [Ag⁺]². Dados: [Zn²⁺] = 10⁻¹ M e [Ag⁺] = 10⁻³ M.
Q = 10⁻¹ ÷ (10⁻³)² = 10⁻¹ ÷ 10⁻⁶ = 10⁵
Calculando o ajuste: E = 1,56 - (0,0592 ÷ 2) × log(10⁵) E = 1,56 - 0,0296 × 5 E = 1,56 - 0,148 E = 1,412 V
O potencial calculado para a célula nas concentrações dadas é de aproximadamente +1,41 V.
Alternativa A.