Gabarito disponível
Considere uma pilha de Daniell formada por um eletrodo de cobre, imerso em uma solução de [Cu²⁺] 1 mol/L, e um eletrodo de zinco, imerso em uma solução de [Zn²⁺] 10⁻³ mol/L, a 25°C. Com base nessas informações, assinale a opção que apresenta a tensão produzida pela pilha.
Dados: R = 8,314 J/mol.K; potencial padrão de redução do cobre E°Cu²⁺/Cu = +0,34V; potencial padrão de redução do Zinco E°Zn²⁺/Zn = −0,76V; ln (10) = 2,3; e constante de Faraday F = 96.500 C.mol⁻¹.
Dados: R = 8,314 J/mol.K; potencial padrão de redução do cobre E°Cu²⁺/Cu = +0,34V; potencial padrão de redução do Zinco E°Zn²⁺/Zn = −0,76V; ln (10) = 2,3; e constante de Faraday F = 96.500 C.mol⁻¹.
Resolução comentada
Equação de Nernst para a pilha de Daniell fora das condições padrão.
E° = 0,34 − (−0,76) = 1,10 V. Pela equação de Nernst, E = E° − (RT/nF) ln Q, com Q = [Zn²⁺]/[Cu²⁺] = 10⁻³ e n = 2. RT/2F = (8,314 × 298)/(2 × 96500) ≈ 0,0128 V, e ln Q = −3 × 2,3 = −6,9. Logo E ≈ 1,10 + 0,0128 × 6,9 ≈ 1,19 V.
Análise das alternativas
A) e B) têm sinal negativo, o que indicaria pilha não espontânea, mas a pilha de Daniell é espontânea. C) +0,42 V e E) +1,34 V não resultam do cálculo. A) −1,19 V tem o valor correto, mas com sinal errado.
Referência: Equação de Nernst
Resolução comentada do VaiConcursos.