Seja a reação de corrosão 2 Fe(s)+O2(g)+4 H^+ <=ftharpoons 2 Fe^2++2 H2 O, calcule: O valor de varepsilon^circ para este processo

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma reação de corrosão:
2 Fe(s) + O2(g) + 4 H^+ <=ftharpoons 2 Fe^2+ + 2 H2 O
O que a gente precisa encontrar é o valor da potencial de eletrodo padrão, representado por varepsilon^circ, para esse processo. Isso envolve entender um pouquinho sobre reações de oxirredução (redox) e como calcular o potencial de célula a partir das potenciais padrão dos semi-processos de oxidação e redução.

Passo 2

Primeiro, vamos dividir a reação completa em duas meia-reações: uma de oxidação e outra de redução. Olhando para a reação:
  • Oxidação: O ferro metálico ( Fe(s)) está perdendo elétrons e se convertendo em íons Fe^2+.
    Fe(s) Fe^2+ + 2e^-
  • Redução: O oxigênio ( O2(g)) está ganhando elétrons para formar água ( H2O).
    O2(g) + 4H^+ + 4e^- 2H2O

Passo 3

Agora, precisamos encontrar os potenciais padrão de redução ( E^circreduçãoçã) para cada uma dessas meia-reações. Essas informações geralmente estão em tabelas de potenciais padrão. Vamos supor os seguintes valores:
  • Para a redução do oxigênio:
    O2 + 4H^+ + 4e^- 2H2O E^circ = +1,23, V
  • Para a redução do ferro:
    Fe^2+ + 2e^- Fe(s) E^circ = -0,44, V
Como queremos a reação completa, precisamos considerar que o ferro está sendo oxidado, então o potencial de oxidação será o oposto do potencial de redução.

Passo 4

Para calcular o potencial da célula ( E^circcélulaé), usamos a fórmula:
E^circcélula = E^circcátodo - E^circânodoéáâ
Aqui:
  • Cátodo é onde ocorre a redução: o oxigênio sendo reduzido com E^circ = +1,23, V
  • Ânodo é onde ocorre a oxidação: o ferro sendo oxidado. Como o potencial de redução do ferro é -0,44, V, o potencial de oxidação será +0,44, V.
Substituindo na fórmula:
E^circcélula = (+1,23, V) - (+0,44, V) = +0,79, Vé

Resposta

O valor de varepsilon^circ para o processo de corrosão é +0,79 V.

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