Questão 865

ITA 2015

Química

(ITA - 2015 - 1ª Fase)

É de 0,76V a força eletromotriz padrão, E°, de uma célula eletroquímica, conforme a reação

Zn_(s) + 2H⁺_(aq) Zn₂⁺(aq) + H_2(g).

Na concentração da espécie de Zn²⁺ igual a 1,0 mol L^–1 e pressão de H₂ de 1,0 bar, a 25°C foi verificado que a força eletromotriz da célula eletroquímica é de 0,64 V. Nestas condições, assinale a concentração de íons H+ em mol L^–1.

1,0 x 10^-12

4,2 x 10^-4

1,0 x 10^-4

1,0 x 10^-2

2,0 x 10^-2

Gabarito:

1,0 x 10^-2

Resolução:

A concentração de íons H⁺ será calculada usando a Equação de Nernst

$Delta E=Delta E^{circ}-frac{0,059}{n}cdot log(Q)$

Sendo:
$Zn_{(s)}+2H^+_{(aq)} ightarrow Zn^{2+}_{(aq)}+H_{2(g)}$

$Q=frac{[Zn^{2+}]cdot p_{H_2}}{[H^+]^2}$

Sendo [Zn²⁺] e p_H2 = 1
$Q=frac{1cdot 1}{[H^+]^2}$

Substituindo na equação anterior:

$Delta E=Delta E^{circ}-frac{0,059}{n}cdot logegin{pmatrix} frac{1}{[H^+]^2} end{pmatrix}$

Substituindo os valores de $Delta E$ e $Delta E^{circ}$

$0,64V=0,76V-frac{0,059}{n}cdot logegin{pmatrix} frac{1}{[H^+]^2} end{pmatrix}$

$-0,12=-0,0295cdot logegin{pmatrix} frac{1}{[H^+]^2} end{pmatrix}$

$frac{0,12}{0,0295}=logegin{pmatrix} frac{1}{[H^+]^2} end{pmatrix}$

$4,086=logegin{pmatrix} frac{1}{[H^+]^2} end{pmatrix}$

$10^{4,086}=frac{1}{[H^+]^2}$

$10^{-4}cong {[H^+]^2}$

${[H^+]}cong10^{-2}mol/L$

⁺

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