Enunciado
Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 19.Questões e Problemas - Ex. 7ab
Calcule os potenciais das seguintes células. Indique se a reação se processará espontaneamente na direção considerada (oxidação à esquerda, redução à direita) ou se uma fonte de voltagem externa é necessária para forçar a reação a ocorrer.
Passo 1
E ai seres de luz, tudo bem?
Bora resolver mais uma?
Encostaaa!!
Para calcular o potencial das células.
Fórmula usada
Considerando a seguinte reação celular:
O potencial da célula será dado como
Os termos entre colchetes representam a concentração que se torna sem unidade dividindo cada termo pela concentração unitária, .
Isso é obrigatório para tornar o quociente em termo logarítmico sem unidade.
Então, toda vez em nossos cálculos, colocaremos diretamente a concentração sem unidades.
Nota: Lembre-se sempre que as concentrações de sólidos são igualadas a 1 por convenção. Assim, tais termos foram ignorados nas partes seguintes.
Passo 2
Para prever a espontaneidade da reação celular:
O valor de deve ser positivo para uma reação celular espontânea.
Isso pode ser justificado pela seguinte explicação:
Onde
mudança na energia de Gibbs,
constante de Faraday
E outros símbolos têm seu significado usual já mencionado acima.
Então
Assim, espontaneamente, a reação ocorrerá no sentido direto.
Passo 3
- O potencial da seguinte célula deve ser calculado:
- O potencial da seguinte célula deve ser calculado:
Concentração de íons de chumbo,
Concentração de íons de cádmio,
Meias reações ocorrendo
Subtrair as duas equações acima:
Numero de elétrons envolvidos,
O potencial da célula é dado como:
Portanto, o potencial da célula é e , portanto, a reação é não espontâneo e uma fonte de tensão externa é necessária para forçar a reação a ocorrer.
Passo 4
Concentração de íons,
Concentração de íons,
Concentração de íons,
Passo 4
Meias reações ocorrendo
Subtraia as duas equação acima:
Numero de elétrons envolvidos,
O potencial da célula é dado como:
Portanto, o potencial da célula é e, portanto, a reação é espontâneo .
Resposta
- Portanto, o potencial da célula é e , portanto, a reação é não espontâneo e uma fonte de tensão externa é necessária para forçar a reação a ocorrer.
- Portanto, o potencial da célula é e, portanto, a reação é espontâneo .