Calcule a variação da energia livre para a célula com a seguinte reação:
Dado:
Resposta:
Resposta:
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para calcular a variação da energia livre (
) para uma célula eletroquímica baseada na reação:
Vamos usar conceitos de eletroquímica, especificamente potenciais de eletrodo e a relação entre potência da célula e energia livre.
Passo 2
Primeiro, precisamos identificar as meias-reações de oxirredução envolvidas. Olhando para a reação dada:
- O cromo (
) está passando de elemento puro para íon , então está sendo oxidado. - O zinco (
) está indo de íon para elemento puro, então está sendo reduzido.
Passo 3
Vamos escrever as meias-reações separadamente:
- Oxidação:
- Redução:
Passo 4
Precisamos dos potenciais padrão de redução (
) para cada meia-reação. Já temos dado para o cromo:
Vamos assumir que o potencial padrão de redução para o zinco é:
Passo 5
Agora, determinamos qual meia-reação será o cátodo (redução) e qual será o ânodo (oxidação). A meia-reação com maior
atua como cátodo. Comparando:
-
: -
:
Como
é mais positivo que
, o zinco será o ânodo (oxidação) e o cromo será o cátodo (redução).
Passo 6
Calculamos o potencial padrão da célula (
) usando:
Substituindo os valores:
Passo 7
Agora, usamos a relação entre a variação da energia livre (
) e o potencial da célula:
Onde:
-
= número de mols de elétrons transferidos (neste caso, 2) -
= constante de Faraday ( ) -
= potencial padrão da célula ( )
Passo 8
Substituindo os valores na fórmula:
Convertendo para quilojoules:
Arredondando: