O primeiro passo é determinar a reação celular e o potencial celular total.
Para que a célula seja galvânica, E0célula > 0.
(Nota: Revisão Célula galvânica Exemplo Problema para o método de encontrar o potencial celular de uma célula galvânica.)
Para que essa reação seja galvânica, a reação de cádmio deve ser a reação de oxidação. Cd → Cd2+ + 2 e- E0 = +0,403 V
Pb2+ + 2 e- → Pb E0 = -0,126 V
A reação celular total é:
Pb2+(aq) + Cd (s) → Cd2+(aq) + Pb (s)
e E0célula = 0,403 V + -0,126 V = 0,277 V
A equação de Nernst é:
Ecélula = E0célula - (RT / nF) x lnQ
Onde
Ecélula é o potencial celular
E0célula refere-se ao potencial celular padrão
R é o constante de gás (8,3145 J / mol · K)
T é o temperatura absoluta
n é o número de toupeiras de elétrons transferidos pela reação da célula
F é Constante de Faraday 96485,337 C / mol)
Q é o quociente de reação, Onde
Q = [C]c· [D]d / [UMA]uma· [B]b
onde A, B, C e D são espécies químicas; e a, b, ce ed são coeficientes na equação balanceada:
a A + b B → c C + d D
Neste exemplo, a temperatura é de 25 ° C ou 300 K e 2 moles de elétrons foram transferidos na reação.
RT / nF = (8,3145 J / mol · K) (300 K) / (2) (96485,337 C / mol)
RT / nF = 0,013 J / C = 0,013 V
A única coisa que resta é encontrar o quociente de reação, Q.
Q = [produtos] / [reagentes]
(Nota: Para cálculos do quociente de reação, são omitidos reagentes ou produtos líquidos puros e sólidos puros.)
Q = [Cd2+] / [Pb2+]
Q = 0,020 M / 0,200 M
Q = 0.100
Combine na equação de Nernst:
Ecélula = E0célula - (RT / nF) x lnQ
Ecélula = 0,277 V - 0,013 V x ln (0,100)
Ecélula = 0,277 V - 0,013 V x -2,303
Ecélula = 0,277 V + 0,023 V
Ecélula = 0,300 V