Nas condições-padrão, a reação química a seguir é espontânea ou não-espontânea?
Dados:
a. Sim, a reação química é espontânea
b. Não (a reação química não é espontânea)
c. Não é possível prever se a reação é ou não espontânea
b. Não (a reação química não é espontânea)
c. Não é possível prever se a reação é ou não espontânea
Passo 1
Então, vamos resumir o que a questão está pedindo. Temos uma reação química:
E precisamos descobrir se essa reação é espontânea ou não espontânea nas condições-padrão. Para isso, vamos usar o conceito de potencial padrão de eletrodo. Daremos uma olhada nos valores fornecidos para os potenciais:
Vamos precisar entender como calcular o potencial da célula para determinar a espontaneidade da reação.
Passo 2
Primeiro, precisamos identificar qual espécie vai ser oxida e qual vai ser reduzida. Na reação dada:
Aqui, o ferro (
) está perdendo elétrons (oxidação) e o níquel (
) está ganhando elétrons (redução).
Passo 3
Agora, vamos usar os potenciais padrão de eletrodo para calcular o potencial da célula (
). A fórmula para isso é:
Onde:
-
é o potencial do eletrodo onde ocorre a redução. -
é o potencial do eletrodo onde ocorre a oxidação.
Passo 4
Identificando os valores:
- Cátodo (redução):
- Ânodo (oxidação):
(lembre-se que o valor fornecido é para a redução, mas como estamos oxidando, mantemos o mesmo valor na fórmula)
Então:
Passo 5
Interpretando o resultado:
- Se
, a reação é espontânea. - Se
, a reação é não espontânea.
No nosso caso,
é maior que zero, então a reação é espontânea.
Resposta
a. Sim, a reação química é espontânea