Nas condições-padrão, a reação química a seguir é espontânea ou não-espontânea?
Fe^0+Ni^2+ Fe^2++Ni^0
Dados:
l Ni^2++2 e^- <=ftharpoons Ni^0 varepsilon^0=-0 , 2 5 V Fe^2+ 2 e^- <=ftharpoons Fe^0 varepsilon^0=-0 , 4 4 V
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

Passo 1

Então, vamos resumir o que a questão está pedindo. Temos uma reação química:
Fe^0 + Ni^2+ Fe^2+ + Ni^0
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:
Ni^2+ + 2 e^- &<=ftharpoons Ni^0 varepsilon^0 = -0,25 , V Fe^2+ + 2 e^- &<=ftharpoons Fe^0 varepsilon^0 = -0,44 , V
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:
Fe^0 Fe^2+ + 2 e^- (oxidação) çã
Ni^2+ + 2 e^- Ni^0 (redução) çã
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 ( E^circcélula = E^circcátodo - E^circânodo é). A fórmula para isso é:
éáâ
Onde:
  • á é o potencial do eletrodo onde ocorre a redução.
  • â é o potencial do eletrodo onde ocorre a oxidação.

Passo 4

Identificando os valores:
  • Cátodo (redução): E^circcélula = (-0,25 , V) - (-0,44 , V) = -0,25 , V + 0,44 , V = +0,19 , V
  • Ânodo (oxidação): (lembre-se que o valor fornecido é para a redução, mas como estamos oxidando, mantemos o mesmo valor na fórmula)
Então:
é

Passo 5

Interpretando o resultado:
  • Se é, a reação é espontânea.
  • Se é, 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

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