Calcule o valor de e o para cada uma das seguintes células a
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o potencial de célula padrão () e a variação de energia livre de Gibbs () para a célula eletroquímica dada:
Pra isso, vamos usar conceitos de potenciais de eletrodo padrão e termodinâmica das reações eletroquímicas. Precisamos conhecer os potenciais de redução das semirreações envolvidas e entender como eles se combinam na célula.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as duas semirreações que ocorrem na célula:
Oxidação (ânodo): O zinco metálico () perde elétrons para formar íons de zinco ().
Redução (cátodo): O iodo () ganha elétrons para formar íons iodeto ().
Passo 3
Agora, vamos buscar os potenciais de redução padrão () para cada semirreação:
Redução do Zinco:
Redução do Iodo:
Passo 4
Identificamos qual semirreação será o ânodo e qual será o cátodo:
Ânodo (oxidação): A semirreação do zinco vai ao contrário da redução, então:
Cátodo (redução): A semirreação do iodo permanece como está:
Passo 5
Para encontrar o potencial da célula (), usamos a fórmula:
áâ
Substituindo os valores:
Passo 6
Agora, vamos calcular a variação de energia livre de Gibbs () usando a relação entre e o potencial da célula:
Onde:
= número de elétrons transferidos = 2
= constante de Faraday = 96485 C/mol
= potencial da célula = +1,30 V
Calculando:
Convertendo para quilojoules por mol:
Resposta
O potencial padrão da célula () é de +1,30 V e a variação de energia livre de Gibbs () é de aproximadamente -250,8 kJ/mol.