Equação de Nernst: número de elétrons n
Célula Zn–Cu, com E° e [Zn²⁺] conhecidos. Meça E em vários [Cu²⁺]; o ajuste linear de E em função de ln Q dá n a partir do coeficiente angular −RT/nF.
Objetivo
Determinar n a partir de E = E° − (RT/nF) ln Q. O coeficiente angular de E em função de ln Q é −RT/nF, de modo que n = −RT/(F · coeficiente angular).
Materiais
- Célula Zn–Cu
- E°, [Zn²⁺] e T conhecidos
- Voltímetro
- Solução de [Cu²⁺]
Experimento
Teoria
Para Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu tem-se Q = [Zn²⁺]/[Cu²⁺] e n = 2. T = 25 °C e E° são conhecidos. A bancada oculta E, Q e o valor de Nernst já calculado. Isto não é o potássio de membrana (58 mV/década).
Procedimento
- Ajuste só [Cu²⁺]. [Zn²⁺], T e E° estão fixos e são conhecidos.
- Registre. O voltímetro anota E com um pequeno ruído. Não há E nem Q ao vivo.
- Anote: na tabela calculam-se Q = [Zn²⁺]/[Cu²⁺] e ln Q. Repita para no mínimo 6 concentrações de cobre, aproximadamente de 0,02 a 2,0 M.
- Ajuste a reta de E em função de ln Q; n = −RT/(F · coeficiente angular). Compare com o valor de referência.
Conclusão
O n encontrado coincide com dois elétrons da célula Zn–Cu. As principais incertezas: ruído do voltímetro e a idealização das atividades.