Usando os potenciais de redução padrão listados no livro, calcule a constante de equilíbrio para cada uma das seguintes reações a 298 K:
©
©
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão tá pedindo. A gente tem uma reação química onde o
reage com o
para formar
,
e
. A matéria envolvida aqui é Eletroquímica, especificamente o cálculo da constante de equilíbrio usando os potenciais padrão de redução. Pra resolver isso, vamos precisar das tabelas de potenciais de redução padrão e entender como relacionar esses potenciais com a constante de equilíbrio
.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as espécies que estão sendo reduzidas e oxidadas na reação. Olhando a reação:
Aqui, o
está ganhando elétrons e se tornando
, indicando que ele está sendo reduzido. Já o
está perdendo elétrons e formando
e
, ou seja, está sendo oxidado.
Passo 3
Agora, vamos escrever as semirreações de oxidação e redução. Para isso, precisamos dos potenciais padrão de redução (
) para cada meio. Vamos supor que temos os seguintes valores (valores hipotéticos para exemplificação):
- Para a redução de
:
- Para a redução de
:
Note que a semirreação do
está em forma de redução, mas na nossa reação original ela está sendo oxidada. Então, vamos inverter essa semirreação para obter a oxidação:
Passo 4
O próximo passo é calcular o potencial padrão da célula (
). Isso é feito subtraindo o potencial do ânodo (oxidação) do potencial do cátodo (redução):
Aqui, o cátodo é a redução do
e o ânodo é a oxidação do
. Então:
Passo 5
Agora que temos o potencial padrão da célula, podemos relacioná-lo com a constante de equilíbrio
usando a seguinte equação:
Onde:
-
é o número de mols de elétrons transferidos na reação (neste caso, 5 elétrons). -
é a constante de Faraday ( ). -
é a constante dos gases ( ). -
é a temperatura em Kelvin (298 K).
Rearranjando a equação para resolver
:
Passo 6
Vamos inserir os valores na equação:
Lembrando que
, então as unidades vão se cancelar corretamente.
Calculando o numerador e o denominador:
Numerador:
Denominador:
Então:
Passo 7
Agora, para encontrar
, precisamos tirar o exponencial de ambos os lados:
Esse valor é extremamente grande, indicando que a reação é muito favorecida na direção dos produtos.
Resposta
A constante de equilíbrio para a reação a 298 K é aproximadamente
, indicando uma reação altamente favorecida na formação dos produtos.
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em um béquer e no outro béquer um eletrodo de platina é imerso em uma solução de
gás
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Considere a seguinte célula voltaica:
Dados: é
© Qual é a variação na voltagem da célula quando as concentrações de íons na meia-célula do cátodo são aumentados por um fator de
Dados:
© Qual é a variação na voltagem da célula quando as concentrações de íons na meia-célula do cátodo são aumentados por um fator de
Considere a seguinte célula voltaica:
Dados: é
(b) Como você determinaria a fem padrão gerada por esta célula?
Dados:
(b) Como você determinaria a fem padrão gerada por esta célula?
Usando os potenciais de redução padrão listados no livro, calcule a constante de equilíbrio para cada uma das seguintes reações a 298 K:
(b)
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