Banco de questões: Eletroquímica: Equação de Nernst

Durante a operação de uma célula eletroquímica composta pelos eletrodos de ferro e cobre, as concentrações dos íons no eletrólito não estão nas condições padrão. Sabendo que a concentração de Fe²⁺ é 0,020 M e a de Cu²⁺ é 0,005 M a 298 K, utilize a equação de Nernst para determinar o potencial da célula nessas condições.

Considere uma pilha de Daniell, que consiste em um eletrodo de zinco em uma solução de sulfato de zinco e um eletrodo de cobre em uma solução de sulfato de cobre. A equação global da pilha é Zn(s) + CuSO4(aq) -> Cu(s) + ZnSO4(aq). A uma temperatura de 25 graus Celsius, a concentração de íons Zn2+ na solução de sulfato de zinco é 0,01 M e a de íons Cu2+ na solução de sulfato de cobre é 0,1 M. A temperatura é suficientemente baixa para que os efeitos da temperatura na constante de equilíbrio sejam desprezíveis. Se o eletrodo de zinco está conectado ao pólo negativo de um voltímetro e o eletrodo de cobre ao pólo positivo, calcule o potencial da pilha de Daniell nas condições dadas utilizando a equação de Nernst. Considere que a constante de equilíbrio para a reação é 1,0 x 10^-12 e a constante dos gases R é 8,314 J/(mol·K).

Em uma aula de Química, os alunos estão aprendendo sobre pilhas eletroquímicas e discutindo a equação de Nernst. O professor descreve uma situação em que uma pilha de Daniell está operando em condições não padronizadas. Na pilha de Daniell, o eletrodo de zinco está submerso em uma solução de ZnSO4 1,0 M e o eletrodo de cobre está submerso em uma solução de CuSO4 1,0 M. O professor pergunta: Qual é a diferença de potencial da pilha de Daniell em condições não padronizadas, sabendo que a concentração de íons Zn2+ é 0,80 M e a de íons Cu2+ é 1,2 M? Utilize a equação de Nernst para calcular o potencial da pilha nessa situação.

Durante um experimento em laboratório, um estudante prepara uma célula eletroquímica utilizando eletrodos de cobre e zinco, com concentrações de Cu²⁺ igual a 0,010 M e de Zn²⁺ igual a 0,100 M, respectivamente. Utilizando a Equação de Nernst a 298 K, qual é a diferença de potencial dessa célula?

Considere uma pilha composta por um eletrodo de zinco em uma solução 0,1 M de Zn2+ e um eletrodo de cobre em uma solução 0,01 M de Cu2+. A equação de Nernst relaciona a diferença de potencial (E) de uma célula eletroquímica com as concentrações dos íons presentes nas soluções e as constantes de equilíbrio. Sabendo que a constante de equilíbrio (K) para a reação de oxidação do Zn é 1,0 x 10^-16 e para a reação de redução do Cu é 1,0 x 10^20, determine a diferença de potencial da pilha sob as condições dadas. Considere que a temperatura é de 25°C e que a constante de Faraday (F) é 96.500 C/mol.