Usando os potenciais-padrão de redução e a equação de Nerst, calcule Keq para a reação abaixo a 298 K:

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a constante de equilíbrio, , para a reação:
Isso envolve conceitos de eletroquímica, especificamente potenciais-padrão de redução e a equação de Nernst. Vamos usar informações dos potenciais-padrão dos eletrodos para achar o .

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as semi-reações de redução envolvidas nessa reação redox. Precisamos dos potenciais-padrão de redução ( ) para cada meia-reação.
As semi-reações são:
  1. Redução do íon níquel:
  1. Oxidação do ferro (que é a redução reversa):
Mas para usar os potenciais-padrão de redução, precisamos inverter a segunda reação:

Passo 3

Agora, vamos buscar os valores dos potenciais-padrão de redução ( ) para cada meia-reação:
  • Para a redução do :
  • Para a redução do :

Passo 4

Vamos calcular o potencial-padrão da célula ( é). A fórmula é:
éáâ
Aqui, o cátodo é onde ocorre a redução e o ânodo é onde ocorre a oxidação. Então:
  • á
  • â
Substituindo:
é

Passo 5

Agora, vamos usar a relação entre o potencial-padrão da célula e a constante de equilíbrio . A fórmula é:
é
Onde:
  • é o número de elétrons transferidos (neste caso, 2),
  • é a constante de Faraday ( ),
  • é a constante dos gases ( ),
  • é a temperatura em Kelvin (298 K).
Rearranjando para :
é
Substituindo os valores:
Calculando o valor dentro do logaritmo:
Agora, exponenciando ambos os lados para achar :

Resposta

A constante de equilíbrio para a reação dada a 298 K é aproximadamente .

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Considere o sólido iônico fluorita, de fórmula mínima , e o composto hipotético . Assuma que adotaria a estrutura do cloreto de sódio, e que a distância internuclear de um par iônico seria a mesma daquela observada para a fluorita. Os raios iônicos do e do correspondentes a números de coordenação quatro e oito são e , respectivamente.
Calcule a energia de rede da fluorita e do fluoreto hipotético.
Escreva a representação de Lewis para os seguintes compostos iônicos.
a) fluoreto de potássio
© óxido de cálcio
b) sulfeto de alumínio
(d) óxido de sódio
Em cada uma das seguintes reações redox balanceadas, identifique os elementos que sofrem variações no número de oxidação e indique o valor da variação em cada caso. Mostre ainda o agente redutor e o agente oxidante em cada reação. Explique.
© (l)
Considere o composto hipotético , em que estaria presente o íon .
Calcule, por meio do ciclo de Born-Haber, a entalpia padrão de formação para o . Para isso considere os dados apresentados no quadro abaixo.