Calcule a constante de equilíbrio para a reação :
à partir dos potenciais padrão de redução: e
Resp:

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O enunciado pede para calcular a constante de equilíbrio ( ) para a reação:
Vamos utilizar os potenciais padrão de redução ( ) fornecidos:
Para resolver isso, precisamos entender conceitos de eletroquímica, como potenciais de eletrodo, força eletromotriz (fem) da célula, energia livre de Gibbs e como relacionar tudo isso com a constante de equilíbrio.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar qual dos metais vai ser o ânodo e qual será o cátodo na nossa reação redox. O metal com o potencial de redução mais negativo será o ânodo (oxidação), e o com potencial mais positivo será o cátodo (redução).
Aqui, é mais negativo que , então:
  • Ânodo: Zinco ( ) – vai oxidar.
  • Cátodo: Cobre ( ) – vai reduzir.

Passo 3

Agora, vamos calcular o potencial padrão da célula ( é). A fórmula para isso é:
éáâ
Substituindo os valores:
é

Passo 4

Em seguida, usamos a relação entre a energia livre de Gibbs padrão ( ) e o potencial da célula:
é
Onde:
  • é o número de mols de elétrons transferidos.
  • é a constante de Faraday ( ).
Para nossa reação, vamos ver quantos elétrons são transferidos. O zinco vai de a , perdendo 2 elétrons, e o cobre recebe 2 elétrons para ir de para . Então, .
Calculando :

Passo 5

Agora, relacionamos a energia livre de Gibbs com a constante de equilíbrio usando a equação:
Rearranjando para encontrar :
Onde:
  • é a constante dos gases ( )
  • é a temperatura em Kelvin. Vamos assumir que está a (25°C).
Substituindo os valores:
Então,

Resposta

A constante de equilíbrio para a reação dada é aproximadamente .

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Resp:
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e
Resp :