Uma célula voltaica é construída com dois eletrodos de hidrogênio. O eletrodo 1 tem PH2 = 1,00 atm e uma concentração desconhecida de H+(aq). O eletrodo 2 é um eletrodo padrão de hidrogênio ([H+] = 1,00 mol/L e PH2 = 1,00 atm). A 298K a voltagem medida da pilha é 0,211 V, e observa‐se que a corrente elétrica flui do eletrodo 1 pelo circuito externo para o eletrodo 2. Calcule [H+] para a solução no eletrodo 1. Qual é o seu pH?
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Olá!:
a) O fato de que a corrente flui do eletrodo 1 para o eletrodo 2 nos diz que o eletrodo 1 é o ânodo da célula e o eletrodo 2 é o cátodo. As reações dos eletrodos são, portanto, as seguintes, com a concentração de H⁺(aq) no eletrodo 1 representado pode ser representado por " x "
então :
1º eletrodo H₂( g ; 1,00 atm ) => 2 H⁺(aq ; x ; M ) + 2e⁻ Eº red = 0 V
2º eletrodo 2 H₂⁺ (aq;1,00 mol/L) + 2e⁻ => H₂(g ;1,00 atm ) Eºred = 0 V
Note que Eº = 0 V , é o mesmo para ambas as meias-células, = 0 V;
Esta é uma célula de concentração. Reconhecemos que n = 2 para a célula e que o quociente de reação para a reação global é dada por
Q = [ H⁺ ( eletrodo 1 )]² * P H₂ ( eletrodo 2 )
---------------------------------------------------
[ H⁺ ( eletrodo 2 )]²* P H₂ ( eletrodo 1 )
Q = x² * ( 1,00 )
-------------------------- = x²
( 1,00 )² * ( 1,00 )
Então:
0,211 = 0 - 0,0592 /2 * log x² - 0,0592/2 * ( 2 log x ) = -0,0592 log x
=> log x = ( 0,211 )
--------------
( -0,0592 )
=> log x = - 3,56
Por fim a concentração de [ H⁺ ] da solução no eletrodo 1 é :
[ H⁺ ] = 10 ^- log x
[ H⁺ ] = 10 ^ - 3,56
[ H⁺ ] = 2,8*10⁻⁴ mol/L
____________________________________________________
b) Logo o cálculo do pH é :
pH = - log [ H⁺ ]
pH = - log [ 2,8*10⁻⁴ ]
pH = 3,56
Portanto no eletrodo 1 a concentração de [H⁺] = 2,8*10⁻⁴ mol/L. ou seja a concentração de [H⁺] no elétrodo 1 é inferior a do elétrodo 2, razão pela qual o eletrodo 1 é o ânodo da célula: a oxidação de H₂ a [H⁺] (aq) aumenta.
espero ter ajudado!
a) O fato de que a corrente flui do eletrodo 1 para o eletrodo 2 nos diz que o eletrodo 1 é o ânodo da célula e o eletrodo 2 é o cátodo. As reações dos eletrodos são, portanto, as seguintes, com a concentração de H⁺(aq) no eletrodo 1 representado pode ser representado por " x "
então :
1º eletrodo H₂( g ; 1,00 atm ) => 2 H⁺(aq ; x ; M ) + 2e⁻ Eº red = 0 V
2º eletrodo 2 H₂⁺ (aq;1,00 mol/L) + 2e⁻ => H₂(g ;1,00 atm ) Eºred = 0 V
Note que Eº = 0 V , é o mesmo para ambas as meias-células, = 0 V;
Esta é uma célula de concentração. Reconhecemos que n = 2 para a célula e que o quociente de reação para a reação global é dada por
Q = [ H⁺ ( eletrodo 1 )]² * P H₂ ( eletrodo 2 )
---------------------------------------------------
[ H⁺ ( eletrodo 2 )]²* P H₂ ( eletrodo 1 )
Q = x² * ( 1,00 )
-------------------------- = x²
( 1,00 )² * ( 1,00 )
Então:
0,211 = 0 - 0,0592 /2 * log x² - 0,0592/2 * ( 2 log x ) = -0,0592 log x
=> log x = ( 0,211 )
--------------
( -0,0592 )
=> log x = - 3,56
Por fim a concentração de [ H⁺ ] da solução no eletrodo 1 é :
[ H⁺ ] = 10 ^- log x
[ H⁺ ] = 10 ^ - 3,56
[ H⁺ ] = 2,8*10⁻⁴ mol/L
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b) Logo o cálculo do pH é :
pH = - log [ H⁺ ]
pH = - log [ 2,8*10⁻⁴ ]
pH = 3,56
Portanto no eletrodo 1 a concentração de [H⁺] = 2,8*10⁻⁴ mol/L. ou seja a concentração de [H⁺] no elétrodo 1 é inferior a do elétrodo 2, razão pela qual o eletrodo 1 é o ânodo da célula: a oxidação de H₂ a [H⁺] (aq) aumenta.
espero ter ajudado!
matematicando:
Amigo, não entendi essa parte -> 0 - 0,0592 /2 * log x² - 0,0592/2 * ( 2 log x ) = -0,0592 log x de onde surgiu esse valor e essa equação
é uma constante da equação de nernst :)
nessa parte 10 ^- log x o - da formula com o - do 3,56 ficaria positivo pq vc deixou negativo
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