Calcule
e
para as seguintes reações não balanceadas, considerando os menores coeficientes inteiros e a reação a
:
a)
;
b)
c)
a)
b)
c)
Passo 1
Beleza, vamos resolver um exercício de eletroquímica juntos! A gente vai calcular três coisas para cada reação: a diferença de potencial padrão (
), a diferença de potencial real (
) e a variação da energia livre (
). Para isso, vamos precisar entender sobre reações redox, potenciais de eletrodo e a relação entre essas grandezas. Vamos resolver a parte b do exercício:
Passo 2
Primeiro, precisamos balancear a reação. Olhando os íons de níquel (
) e estanho (
), vemos que o níquel sólido (
) está sendo oxidado a
, e o estanho (
) está sendo reduzido a
.
A equação balanceada fica:
Passo 3
Agora, vamos encontrar os potenciais padrão de redução (
) para cada meia-reação. Esses valores geralmente estão em tabelas de eletroquímica:
- Para
, - Para
,
Passo 4
A diferença de potencial padrão da reação completa (
) é a diferença entre o potencial do cátodo e o ânodo:
Aqui, o cátodo é a redução de
e o ânodo é a oxidação de
(invertemos o sinal do potencial de redução para a oxidação).
Então:
Passo 5
Para encontrar a diferença de potencial real (
), usamos a equação de Nernst:
Onde:
-
é o número de elétrons transferidos (neste caso, 2). -
é o quociente de reação, que é
Substituindo os valores:
Calculando o logaritmo:
Então:
Passo 6
Agora, vamos calcular a variação da energia livre (
). A relação entre
e a diferença de potencial é dada por:
Onde:
-
elétrons -
(constante de Faraday) -
Substituindo os valores:
Resposta
Para a reação b: