Calcule De e De para as seguintes reações não balanceadas, considerando os menores coeficientes inteiros e a reação a 25^circ C: Al(s)+Ni^2+ (aq)(0,800 mol L^-1) Al^3+ (aq)(0,0200 mol L^-1)+Nis) De;

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente precisa calcular três coisas para essa reação química: o potencial padrão da célula ( De), o potencial real da célula ( De) e a variação de energia de Gibbs ( De). A matéria aqui envolve eletroquímica, que estuda como as reações químicas envolvem transferência de elétrons. Para resolver, vamos precisar balancear a reação, usar a equação de Nernst para o potencial real e a relação entre De e De.

Passo 2

Primeiro, vamos balancear a reação. A equação não está balanceada:
Al(s) + Ni^2+(aq) Al^3+(aq) + Ni(s)
O alumínio ( Al) perde 3 elétrons para formar Al^3+, e o níquel ( Ni^2+) ganha 2 elétrons para formar Ni. Para balancear os elétrons, multiplicamos a reação de oxidação por 2 e a de redução por 3:
2,Al(s) 2,Al^3+(aq) + 6,e^-
3,Ni^2+(aq) + 6,e^- 3,Ni(s)
Somando as duas, temos a reação balanceada:
2,Al(s) + 3,Ni^2+(aq) 2,Al^3+(aq) + 3,Ni(s)

Passo 3

Agora, vamos calcular o potencial real da célula ( De) usando a equação de Nernst:
De
Onde:
  • R é a constante dos gases (8,314 J/mol·K)
  • T é a temperatura em Kelvin (25°C = 298 K)
  • n é o número de elétrons transferidos (6)
  • F é a constante de Faraday (96485 C/mol)
  • Q é o quociente de reação
Primeiro, calculamos Q:
Q = [Al^3+]^2[Ni^2+]^3 = (0,0200)^2(0,800)^3 = 0,00040,512 approx 0,00078125
Agora, substituímos na equação de Nernst. Para simplificar, usamos:
RTF approx 0,025693,V
Então:
De
Calculando o logaritmo natural:
ln(0,00078125) approx -7,154
Então:
De

Passo 4

Finalmente, vamos calcular a variação da energia de Gibbs ( De) usando a relação:
De
Substituindo os valores:
De

Resposta

De
De
De

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