Assinale a opção CORRETA que apresenta o potencial de equilíbrio do eletrodo , em volt, na escala do eletrodo de referência de cobre-sulfato de cobre, à temperatura de , calculado para uma concentração do íon alumínio de .
Dados: Potenciais de eletrodo padrão do cobre-sulfato de cobre ($E^\circ_{\ce{CuSO4/Cu}}$) e do alumínio ($E^\circ_{\ce{A\ell^{3+}/A\ell}}$)$,$ na escala do eletrodo de hidrogênio$,$ nas condições-padrão:
$E^\circ_{\ce{CuSO4/Cu}}=0,310\ V$
$E^\circ_{\ce{A\ell^{3+}/A\ell}}=-1,67\ V$
$E^\circ_{\ce{CuSO4/Cu}}=0,310\ V$
$E^\circ_{\ce{A\ell^{3+}/A\ell}}=-1,67\ V$
CossenoGPT
Teste
gratuitamente agora
mesmo! 
A princípio, deve-se saber que para um eletrodo padrão todos os reagentes e produtos da semi-reação do eletrodo se encontram nos seus estados padrão, isto é, para os íons em solução, a atividade desses é igual a unidade, ou seja, correspondem a concentração $1 \ \pu{M}$ numa solução ideal. Com isso, comecemos por montar uma célula galvânica com as espécies descritas:\begin{matrix}
\text{Cátodo:}& \ce{Cu + SO4^{2-} &->& CuSO4 + 2e- & (\times3 ) ,& E^º_{Cu/CuSO4} &=& -0,310 V} \\
\text{Ânodo:}& \ce{ Al^{3+} + 3e- &->& Al & (\times 2),& E^º_{Al^{3+}/Al} &=& -1,67 V} \\ \hline
\text{Célula:}& \ce{2Al^{3+} + 3Cu + 3SO4^{2-} &->& 3CuSO4 + 2Al &,& E^º_{célula} &=& -1,98 V}
\end{matrix}Observe que, como o eletrodo de referência é o cobre-sulfato de cobre, o potencial da célula encontrando é simplesmente o potencial do eletrodo $\ce{Al^{3+}/Al}$ na escala cobre-sulfato de cobre. Nesse sentido, resta-nos aplicar a equação de Nernst para encontrar o potencial medido dada as condições do enunciado:\begin{matrix}
E_{célula} = E^º_{célula} - \dfrac{0,06}{n} \log{\left(\dfrac{1}{[\ce{Al^{3+}}]^2}\right)}
\end{matrix}Consequentemente,\begin{matrix}
E_{célula} = -1,98 - \dfrac{0,06}{6}\log{\left(\dfrac{1}{[10^{-3}]^2}\right)}
\end{matrix}Portanto,\begin{matrix} E_{célula} = -2,04 \ \pu{V}
\end{matrix}\begin{matrix}Letra \ (E)
\end{matrix}
