Questão 65 · Conhecimentos Específicos (outras áreas): Outros
A célula eletroquímica hipotética, representada por
X (s) │ X2+ (1,00 mol.L–1) ││ Cu2+ (0,01 mol.L–1) │ Cu (s) apresentou potencial igual 0,686 volts.
Esta célula hipotética foi construída por duas semi‐células, uma formada por um eletrodo desconhecido imerso em uma solução de concentração 1,00 mol.L–1 contendo seus cátions X2+ e outra formada por um eletrodo de cobre imerso em uma solução diluída com íons Cu2+ na concentração 0,01 mol.L–1.
Nas condições do enunciado, os eletrodos apresentam os potenciais padrão:
Sn2++ 2e– Sn E0 = ‐ 0,138 V Cd2++ 2e– Cd E0 = ‐ 0,403 V Fe2++ 2e– Fe E0 = ‐ 0,447 V Zn2++ 2e– Zn E0 = ‐ 0,762 V Cr2++ 2e– Cr E0 = ‐ 0,913 V Cu2++ 2e– Cu E0 = + 0,342 V Nestas condições, X é o
- A) estanho.
- B) cádmio.
- C) ferro.
- D) zinco.
- E) crômio.
Marque a alternativa correta:
Gabarito: B
Gabarito definitivo divulgado pela banca FGV (SUDENE 2013).
Comentário
Gabarito: B.
A pilha X(s) | X2+ (1,00 mol/L) || Cu2+ (0,01 mol/L) | Cu(s) tem E = 0,686 V. A reação global, com n = 2 elétrons, é X(s) + Cu2+(aq) -> X2+(aq) + Cu(s).
Quociente reacional: Q = [X2+]/[Cu2+] = 1,00/0,01 = 100. Equação de Nernst a 25 graus C: E = E0 - (0,0592/n) x log Q = E0 - 0,0296 x 2 = E0 - 0,0592. Logo: 0,686 = E0 - 0,0592, e E0(célula) = 0,7452 V.
E0(célula) = E0(Cu2+/Cu) - E0(X2+/X), então 0,7452 = 0,342 - E0(X2+/X), e E0(X2+/X) = -0,4032 V, que corresponde ao par Cd2+/Cd (-0,403 V). Portanto, X é o cádmio (alternativa B).
Por que as demais estão erradas (E0 da célula; E calculado com Q = 100, subtraindo 0,0592 V):
- A (estanho, -0,138 V): E0 da célula = 0,480 V e E = 0,421 V, diferente de 0,686 V.
- C (ferro, -0,447 V): E0 da célula = 0,789 V e E = 0,730 V, diferente de 0,686 V.
- D (zinco, -0,762 V): E0 da célula = 1,104 V e E = 1,045 V, diferente de 0,686 V.
- E (crômio, -0,913 V): E0 da célula = 1,255 V e E = 1,196 V, diferente de 0,686 V.
Dica: com n = 2 e Q = 100, o termo de Nernst vale 0,0592 V. Calcule E0 da célula e subtraia o potencial do cobre para achar o potencial do eletrodo desconhecido.
Fundamentos: Eletroquímica · Equação de Nernst e Potenciais-Padrão de Eletrodo
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 SUDENE 2013 (Químico), questão 65, com o gabarito definitivo da banca. Comentário: Equipe Cravei · como fazemos e revisamos.