11. (UNESP) Um estudante montou a célula eletroquímica ilustrada na figura, com eletrodos de Cu(s) e Ni(s) de massas conhecidas. A 25ºC e 1atm, qua...

Para determinar o potencial de redução da semicélula de Ni+2/Ni, é necessário utilizar a equação de Nernst, que relaciona o potencial padrão de redução (Eº) com o potencial de redução (E) em condições não padrão. A equação é dada por: E = Eº - (RT/nF) * ln(Q) Onde: - R é a constante dos gases ideais (8,31 J/mol.K) - T é a temperatura em Kelvin (25ºC = 298 K) - n é o número de elétrons envolvidos na reação (no caso, 2) - F é a constante de Faraday (96.500 C/mol) - Q é o quociente de reação, dado por [Ni+2]/[Ni] Sabemos que a célula completa funcionou como uma célula galvânica com ΔE = 0,59 V, o que significa que a reação global é espontânea e que o cátodo é o eletrodo de Cu(s) e o ânodo é o eletrodo de Ni(s). Portanto, a semirreação de redução ocorre no eletrodo de Cu(s) e a semirreação de oxidação ocorre no eletrodo de Ni(s). A equação da reação global é: Cu(s) + Ni+2(aq) -> Cu+2(aq) + Ni(s) O potencial padrão de redução da semirreação de redução é dado por: Cu+2(aq) + 2e- -> Cu(s) Eº = +0,34 V Substituindo os valores na equação de Nernst, temos: 0,59 V = 0,34 V - (8,31 * 298 / (2 * 96.500)) * ln([Ni+2]/[Ni]) Simplificando a equação, temos: ln([Ni+2]/[Ni]) = -1,09 [Ni+2]/[Ni] = e^-1,09 [Ni+2]/[Ni] = 0,34 Portanto, o potencial de redução da semicélula de Ni+2/Ni é de +0,34 V e o eletrodo de Cu(s) é o cátodo e o eletrodo de Ni(s) é o ânodo.