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:
  • :
  • :
  • :
  • :

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ELETRODO I .
ELETRODO II$).
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