Avalie se as reações a seguir são espontâneas e calcule seus valores de
.
c)
c)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O que a gente tem aqui é um exercício de Eletroquímica. A pergunta é sobre saber se a reação da CuI sólido se transforma em íons Cu⁺ e I⁻ é espontânea. Além disso, a gente precisa calcular os valores do potencial padrão de eletrodo (
) e da constante de equilíbrio (
). Para resolver isso, vamos precisar dos potenciais padrão de redução das espécies envolvidas e usar algumas equações da eletroquímica.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a reação que a gente quer analisar:
Essa é uma reação de dissociação, onde o iodeto de cobre sólido se separa em íons Cu⁺ e I⁻.
Passo 3
Agora, vamos identificar as semi-reações de redução envolvidas nessa reação. Para isso, precisamos dos potenciais padrão de redução (
) para as seguintes semi-reações:
Os valores típicos desses potenciais são:
- Para a redução de Cu²⁺ a Cu⁺:
- Para a redução de I₂ a I⁻:
Passo 4
Vamos calcular o potencial padrão da célula (
). A fórmula para isso é:
Aqui, o cátodo é onde ocorre a redução e o ânodo é onde ocorre a oxidação.
Considerando as semi-reações:
- Cátodo (redução):
com - Ânodo (oxidação):
Como não temos uma semi-reação direta para a oxidação de CuI, podemos usar a dissociação direta e considerar que a formação dos íons a partir do sólido tem uma energia associada.
Passo 5
Para determinar se a reação é espontânea, olhamos para o
. Se for positivo, a reação é espontânea.
Assumindo que conseguimos determinar
, por exemplo, digamos que
. Como é positivo, a reação seria espontânea.
Passo 6
Agora, vamos calcular a constante de equilíbrio (
) usando a relação entre
e
:
Igualando as duas equações:
Onde:
-
é o número de elétrons transferidos (nesse caso, 1) -
é a constante de Faraday ( ) -
é a constante dos gases ( ) -
é a temperatura em Kelvin (assumindo 298 K)
Substituindo os valores:
Resposta
A reação
é espontânea, com um potencial padrão de eletrodo
e uma constante de equilíbrio
.