Calcule a energia de Gibbs padrão, a
, de cada uma das reações seguintes:
(b)
.
[Dados:
]
[Resp.: (a)
; (b)
]
(b)
[Dados:
[Resp.: (a)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica química juntos! O enunciado pede para calcular a energia de Gibbs padrão a 25°C para a reação:
Vamos precisar entender como usar os potenciais de eletrodo padrão e a fórmula de Gibbs para chegar na resposta.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que a energia de Gibbs padrão (
) está relacionada à energia livre das reações químicas e pode ser calculada usando a relação com a variação de potencial elétrico da reação. A fórmula é:
onde:
-
é o número de elétrons transferidos, -
é a constante de Faraday ( ), -
é a variação do potencial padrão da reação.
Passo 3
Agora, vamos identificar os potenciais de eletrodo padrão fornecidos:
Para a reação dada, o potêncial da reação (
) é a diferença entre o potencial do catodo e do anodo. Aqui, o potêncial do cátodo é o do processo de redução das espécies na reação, e o do ânodo é o do processo de oxidação.
Passo 4
Vamos supor que o potêncial do cátodo seja o da redução da água a hidróxido de potássio e hidrogênio:
E o potêncial do ânodo seja o da oxidação do potássio:
Então, a variação do potencial da reação é:
Passo 5
Agora, precisamos encontrar o número de elétrons transferidos (
) na reação. Observando a reação, cada átomo de potássio perde um elétron para formar
, e temos 2 potássios:
Passo 6
Com todos os valores, vamos calcular a energia de Gibbs padrão:
Passo 7
Convertendo para kilojoules por mol:
Resposta
A energia de Gibbs padrão para a reação é
.