Um eletrodo de estanho em uma solução 0,015 M\pu{0,015 M} de nitrato de estanho(II), Sn(NOX3)X2\ce{Sn(NO3)2} está ligado a um eletrodo de hidrogênio em que a pressão de HX2\ce{H2} é 1 bar\pu{1 bar}. O potencial da célula é 0,061 V\pu{0,061 V} em 298 K\pu{298 K}.

Assinale a alternativa que mais se aproxima do pH do eletrodo de hidrogênio.

Dados

  • E∘(SnX2+/Sn)=−0,140 VE^{\circ}(\ce{Sn^{2+}/Sn}) = \pu{-0,140 V}
Gabarito 3L.27

O estanho tem uma tendência maior a oxidar do que o hidrogênio, então o eletrodo de estanho será o anodo, enquanto o eletrodo de hidrogênio será o catodo. Cálculo do potencial padrão da célula: EXceˊlula∘=EXcatodo∘−EXanodo∘\ce{E^{\circ}_{\text{célula}} = E^{\circ}_{catodo}-E^{\circ}_{anodo}} EXceˊlula∘=(0)−(−0,14)\ce{E^{\circ}_{\text{célula}}}=(0)-(-0,14) EXceˊlula∘=0,14 V\ce{E^{\circ}_{\text{célula}} }=\pu{0,14 V} A reação que ocorre na célula é a seguinte: Sn(s)+2 HX+(aq)→SnX2+(aq)+HX2(g)\ce{Sn(s) + 2H+(aq) -> Sn^{2+}(aq) + H2(g)} Cálculo do quociente reacional (perceba que nXe=2\ce{n_{e}=2}) : Q=pX(H2) [SnX2+][HX+]X2\ce{Q = \frac{p_{(H_{2})} [Sn^2+]}{[H+]^{2}}} Cálculo do pH a partir da equação de Nernst a 25°C: E=EX∘−0,059nelog⁡Q\ce{E}=\ce{E^{\circ}}- \frac{0,059}{n_{e}}\log \ce{Q} 0,061=0,14−0,0592log⁡((1)(0,015)[HX+]2)\ce{0,061}=0,14-\frac{0,059}{2}\log\left(\frac{(1)(0,015)}{[\ce{H+}]^{2}}\right) pH=2,25\boxed{\ce{pH}=2,25}