Qual o potencial padrão da célula e o para cada uma das seguintes reações redox a
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me deu uma reação redox e quer saber qual é o potencial padrão da célula () e a variação da energia livre de Gibbs () dessa reação a 25°C. Para resolver isso, a gente vai precisar entender as semi-reações de redução e oxidação envolvidas, consultar os potenciais padrão dessas semi-reações e usar umas fórmulas básicas de eletroquímica. Vamos passo a passo!
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as semi-reações de redução e oxidação na reação completa que você deu:
Aqui, o bromo () está ganhando elétrons e sendo reduzido a íons brometo (), enquanto o cromo metálico () está perdendo elétrons e sendo oxidado a íons cromo (). Vamos escrever as semi-reações:
Redução:
Oxidação:
Passo 3
Agora, precisamos encontrar os potenciais padrão de reduç��o () para cada uma dessas semi-reações. Normalmente, a gente consulta uma tabela de potenciais padrão para isso. Vamos supor os seguintes valores (você pode verificar esses valores na tabela que estiver usando):
Para a redução do bromo:
Para a redução do cromo (o reverso da oxidação que temos):
Passo 4
Precisamos determinar qual meia-reação vai ser o cátodo (onde ocorre a redução) e qual vai ser o ânodo (oxidação). A regra é que a meia-reação com maior potencial de redução ocorre no cátodo.
Aqui, o potencial de redução do bromo (+1,07 V) é maior que o do cromo (-0,74 V). Então:
Cátodo (Redução):
Ânodo (Oxidação):
(Lembre-se que, para a oxidação, invertemos o sinal do potencial de redução.)
Passo 5
Vamos calcular o potencial padrão da célula () usando a diferença entre o potencial do cátodo e do ânodo:
Substituindo os valores:
Passo 6
Agora, vamos calcular a variação da energia livre de Gibbs () usando a fórmula:
Onde:
é o número de elétrons transferidos na reação balanceada.
é a constante de Faraday, .
é o potencial padrão da célula.
Primeiro, identificamos . Na reação completa:
Cada molécula de ganha 2 elétrons para formar 2 , então no total são 6 elétrons transferidos.
Agora, substituindo na fórmula:
Convertendo para quilojoules:
Resposta
O potencial padrão da célula () é de +0,33 V e a variação da energia livre de Gibbs () é de -190,984 kJ/mol para a reação dada a 25°C.