Calcule o potencial para o par Fe^3+ / Fe^2+ a partir dos potencias dos eletrodos abaixo:
ll F e^3+ / F e(s) & E^theta=-0,04 V F e^2+ / F e(s) & E^theta=-0,44 V

Passo 1

Beleza! Vamos resolver esse exercício juntinhos. A questão pede para calcular o potencial eletroquímico para o par Fe^3+ / Fe^2+ usando os potenciais padrão dos eletrodos que foram fornecidos. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre potenciais de eletrodo e como combiná-los para encontrar o potencial de uma reação que não está diretamente listada.

Passo 2

Primeiro, vamos olhar para os potenciais padrões que temos:
ll Fe^3+ + e^- Fe(s) & E^theta = -0,04 , V Fe^2+ + 2e^- Fe(s) & E^theta = -0,44 , V
Esses são dois processos de redução: um converte íons Fe^3+ em ferro metálico, e o outro converte íons Fe^2+ em ferro metálico. Nosso objetivo é encontrar o potencial de redução para a reação:
Fe^3+ + e^- Fe^2+

Passo 3

Para encontrar esse potencial, vamos combinar as duas reações dadas de uma forma que elimine o ferro metálico ( Fe(s)) das duas reações. Isso é feito para obter uma reação líquida que vai de Fe^3+ para Fe^2+.
Primeiro, escrevemos as duas reações novamente:
  1. Fe^3+ + e^- Fe(s) E^theta1 = -0,04 , V
  2. Fe^2+ + 2e^- Fe(s) E^theta2 = -0,44 , V

Passo 4

Agora, queremos que o ferro metálico se cancele. Para isso, vamos inverter a segunda reação (a de Fe^2+ para Fe(s)):
Note que ao inverter a reação, o sinal do potencial também muda.

Passo 5

Agora, vamos somar as duas reações ajustadas:
  1. Fe^3+ + e^- Fe(s) E^theta1 = -0,04 , V

Fe(s) Fe^2+ + 2e^- E^theta2' = +0,44 , V
Os termos Fe^3+ + e^- + Fe(s) Fe(s) + Fe^2+ + 2e^- se cancelam e simplificamos os elétrons:
Fe(s)

Passo 6

A reação resultante é:
Fe^3+ + e^- Fe^2+
Agora, para encontrar o potencial padrão dessa reação ( E^thetaFe^3+/Fe^2+), usamos a soma dos potenciais das duas reações que combinamos:

Resposta

O potencial padrão para o par Fe^3+ / Fe^2+ é +0,40 , V.

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