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Enunciado

Química - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 7.Problemas Numéricos - Ex. 16

Seja a pilha Z n s   Z n C l 2 0,0050   m o l   k g - 1 H g 2 C l 2   ( s )   H g ( 1 ) , para a qual a reação da pilha é H g 2 C l 2 ( s )   +   Z n ( s )   →   2   H g ( l )   +   2 C l - ( a q )   +   Z n 2 + ( a q ) . Dados E o   ( Z n 2 + ,   Z n )   =   - 0,7628 V,   E o ( H g 2 C l 2 , H g )   =   + 0,2676   V , e sabendo que a   f e m da pilha é + 1,2272   V . (a) escreva a equação de Nernst da pilha. Determine (b) a fem-padrão da pilha, (c) Δ r G o ,   Δ r H o , K para a reação da pilha, (d) a atividade iônica média e o coeficiente médio de atividade iónica do Z n C l 2 , a partir da fem medida, e (e) o coeficiente médio de atividade iónica do Z n C l 2 , a partir da lei limite de Debye-Hückel. (f) Sendo ∂ E ∂ T p = - 4,52 × 10 - 4   V   K - 1 -, calcule Δ S , Δ H .

Passo 1

Falaaaaaaaaaaaaaaaa Tribuxo?

Bora resolver mais uma questão!?

a) Vamos fazer:

E = E o - 25,7 m V v ln ⁡ Q

Escrevendo Q :

Q = a Z n 2 + a 2 C l - = γ + b b o Z n 2 + γ - 2 b b o 2 C l -

b Z n 2 + = b

b C l - = 2 b

γ + y - 2 = y ± 3

Aplicando:

Q = y ± 3   .   4   b 3 , b b o = b

Então:

E = E o - 25,7 m V 2 ln ⁡ y ± 3   .   4   b 3

E = E o - 3 2 25,7 m V ln ⁡ 4 1 3 b γ ±

E = E o - 38,54   ln ⁡ 4 1 3 b - 38,54   ln ⁡ y ±

Passo 2

b) Vamos fazer:

E 0 = 0,2676 - - 0,7628

E o = 1,0304   V

Passo 3

c) Vamos fazer:

Δ r G = - v F E o

Δ r G = - 2   .   9,6485 × 10 4   .   1,0304

Δ r G = - 198,84   k J   . m o l - 1

Para achar K :

Δ r G o = - R T ln ⁡ K

- 198,84 × 10 3 = - 8,314   .   298 ln ⁡ K

K = 6,84 × 10 34

Passo 4

d) Voltando para equação encontrada em (a):

E = E o - 38,54   ln ⁡ 4 1 3 b - 38,54   ln ⁡ y ±

1,2272 = 1,0304 - 38,54   ln ⁡ 4 1 3   .   0,005 - 38,54   ln ⁡ y ±

y ± = 0,763

Passo 5

e) Vamos fazer:

I = 1 2 ∑ i z i 2 b i b o

b Z n 2 + = 0,0050

b C l - = 2 b = 0,01

I = 1 2 4   .   0,005 + 0,01

I = 0,015

Aplicando em:

log ⁡ γ ± = - z + z - A I 1 2

log ⁡ γ ± = - 2   .   0,509   .   0,015 1 2

y ± = 0,75

Passo 6

f) Por fim:

Δ r S = - ∂ Δ r G ∂ T p = v F . ∂ E ∂ T p

Δ r S = 2   . 9,6485 × 10 4 - 4,52 × 10 - 4

Δ r S = - 87,2   J   K - 1 m o l - 1

Foi divertido!!!!

Bora matar mais uma!

Resposta

  1. E = E o - 38,54   ln ⁡ 4 1 3 b - 38,54   ln ⁡ y ±
  2. Δ r G = - 198,84   k J   . m o l - 1

    3. K = 6,84 × 10 34

  3. y ± = 0,763
  4. K = 6,84 × 10 34
  5. I = 0,015

    6. y ± = 0,75

  6. Δ r S = - 87,2   J   K - 1 m o l - 1
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