Calcular a variação da energia livre padrão numa pilha de Daniell, sabendo-se que
da pilha é
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma pilha de Daniell, que é uma célula eletroquímica composta por eletrodos de zinco e cobre. A questão nos dá o potencial padrão da pilha,
, e nos pede para calcular a variação da energia livre padrão,
. Para resolver isso, vamos usar a relação entre o potencial da célula e a energia livre, que envolve a constante de Faraday.
Passo 2
A fórmula que relaciona a variação da energia livre padrão com o potencial da célula é:
Onde:
-
é o número de elétrons transferidos na reação. -
é a constante de Faraday, aproximadamente . -
é o potencial padrão da célula.
Passo 3
Para a pilha de Daniell, a reação envolvida é:
Nessa reação, cada átomo de zinco perde 2 elétrons para formar íons
, e cada íon
ganha esses 2 elétrons para formar cobre metálico. Portanto,
elétrons são transferidos.
Passo 4
Agora, substituímos os valores na fórmula:
Lembrando que
, então as unidades se cancelam corretamente, resultando em joules por mol.
Passo 5
Realizando os cálculos:
Convertendo para quilojoules por mol:
Resposta
A variação da energia livre padrão na pilha de Daniell é
.