Determine os potenciais de equilíbrio padrão para o
, sabendo-se que as variações das energias livres padrão das correspondentes reações de oxidação são
e
, respectivamente.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente encontrar os potenciais de equilíbrio padrão para quatro pares redox:
,
,
e
. A matéria envolvida aqui é eletroquímica, mais especificamente potenciais de eletrodo padrão e variação da energia livre. Para resolver, vamos precisar usar a relação entre a variação da energia livre padrão (
) e o potencial padrão (
), além de saber quantos elétrons estão envolvidos em cada reação.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar da relação que liga a variação da energia livre padrão com o potencial padrão:
Aqui,
é a variação da energia livre,
é o número de elétrons transferidos na reação,
é a constante de Faraday (
), e
é o potencial padrão que queremos encontrar. Para isolar
, a fórmula fica:
Passo 3
Agora, vamos identificar quantos elétrons (
) estão transferidos em cada reação de redução:
-
: A reação é , então . -
: A reação é , então . -
: A reação é , então . -
: A reação é , então .
Passo 4
Vamos calcular o potencial padrão (
) para cada par redox usando a fórmula que isolamos:
Lembrando que
deve estar em joules por mol para que as unidades estejam consistentes, então vamos converter de kJ/mol para J/mol multiplicando por 1000.
Passo 5
Vamos calcular cada potencial:
Resposta
Os potenciais de equilíbrio padrão são aproximadamente:
-
: -
: -
: -
:
Exercícios relacionados
Uma célula galvânica é constituída pelos eletrodos abaixo especificados e separados por uma ponte salina.
ELETRODO I: placa de chumbo metálico mergulhada em uma solução aquosa de nitrato de chumbo.
ELETRODO II: sulfato de chumbo sólido prensado contra uma
Nas condições padrão, o potencial de cada um destes eletrodos, em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio, é
ELETRODO I
.
ELETRODO II$).
d) Qual o potencial da célula?
ELETRODO I: placa de chumbo metálico mergulhada em uma solução aquosa
ELETRODO II: sulfato de chumbo sólido prensado contra uma
Nas condições padrão, o potencial de cada um destes eletrodos, em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio, é
d) Qual o potencial da célula?
O valor do potencial padrão de redução é determinado, levando-se em consideração concentração, pressão e temperatura. Sabe-se também que há variação no valor do potencial da semirreação quando há variação na concentração das espécies que constituem a semirreação. Quando isso ocorre, a equação de Nernst pode ser utilizada para calcular a diferença de potencial para os valores de diferentes concentrações.
c) Informe por meio de cálculos o valor do potencial (E), sabendo-se que a .
c) Informe por meio de cálculos o valor do potencial (E), sabendo-se que a
Para uma dupla camada elétrica, sabe-se que a capacitância da camada compacta é de
. A capacitância da camada difusa é uma função da espessura (L) e é dada pela equação:
b) Qual capacitância domina a capacitância total?
O valor do potencial padrão de redução é determinado, levando-se em consideração concentração, pressão e temperatura. Sabe-se também que há variação no valor do potencial da semirreação quando há variação na concentração das espécies que constituem a semirreação. Quando isso ocorre, a equação de Nernst pode ser utilizada para calcular a diferença de potencial para os valores de diferentes concentrações.
a) Pede-se definir os termos , considerando que em termos gerais temse a equação reduzida como:
.
a) Pede-se definir os termos