Questão 50 · Conhecimentos Específicos (outras áreas): Outros
O potencial de uma célula eletroquímica é a diferença entre o potencial de eletrodo de cada semi‐célula. Considere uma célula eletroquímica hipotética constituída por uma semi‐célula formada por um eletrodo de cádmio imerso em uma solução com íons Cd2+ na concentração 1,00 mol.L–1 e outra formada por um eletrodo de cobre imerso em uma solução diluída com íons Cu2+ na concentração 0,01 mol.L–1. Os potenciais padrão dos eletrodos nas condições do enunciado são:
Cd2+ + 2e– Cd E0 = – 0,4030 V Cu2+ + 2e– Cu E0 = + 0,3419 V Nessas condições, o potencial da célula eletroquímica hipotética (em volts), representada por Cd (s)│Cd2+ (1,00 mol.L–1)││Cu2+ (0,01 mol.L–1)│Cu (s) é igual a
- A) 0,0660.
- B) 0,1262.
- C) 0,2834.
- D) 0,6857.
- E) 0,7449.
Marque a alternativa correta:
Gabarito: D
Gabarito definitivo divulgado pela banca FGV (INEA 2013).
Comentário
Gabarito: D.
Na pilha $Cd_{(s)} | Cd^{2+},(1,00\text{ M}) || Cu^{2+},(0,01\text{ M}) | Cu_{(s)}$, o cobre (maior potencial de redução) é o cátodo e o cádmio é o ânodo.
- Potencial padrão: $E^\circ = 0,3419 - (-0,4030) = 0,7449\text{ V}$.
- Reação global: $Cd + Cu^{2+} \rightarrow Cd^{2+} + Cu$, com $n = 2$ e $Q = \dfrac{[Cd^{2+}]}{[Cu^{2+}]} = \dfrac{1,00}{0,01} = 10^2$.
- Nernst (25 °C): $E = E^\circ - \dfrac{0,0592}{n}\log Q = 0,7449 - \dfrac{0,0592}{2} \times 2 = 0,7449 - 0,0592 = 0,6857\text{ V}$.
Análise das alternativas:
- A (0,0660 V), B (0,1262 V) e C (0,2834 V): exigiriam reduzir o potencial padrão em cerca de 0,68 V, 0,62 V e 0,46 V; a correção de Nernst nessas concentrações é de apenas 0,0592 V, então os valores são muito baixos.
- D: é o valor calculado.
- E (0,7449 V): é o potencial padrão, que só vale com as duas soluções a 1 mol/L; ignora a diluição do $Cu^{2+}$.
Dica: Cátodo diluído diminui o potencial da pilha em relação ao padrão: $Q > 1$ faz $E < E^\circ$.
Fundamentos: Eletroquímica - Equação de Nernst · Atkins, P. Físico-Química
Comentário gerado pela Cravei IA a partir do enunciado e do gabarito definitivo divulgado pela banca, e conferido por uma verificação automática. A IA pode errar: o gabarito oficial sempre prevalece.
Fonte: prova FGV INEA 2013 (Químico), questão 50, com o gabarito definitivo da banca. Comentário: Equipe Cravei · como fazemos e revisamos.