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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 18.Questões e Problemas - Ex. 26

Calcule E^0 para o processo

C u (N H_3)_4^(2 +) + e^- ⇋ C u (N H_3)_2^+ + 2 N H_3

Sabendo que

C u^+ + 2 N H_3 ⇋ C u (N H_3)_2^+ beta_2 = 7.2 xx 10^(10)

C u^(2 +) + 4 N H_3 ⇋ C u (N H_3)_4^+ beta_4 = 5.62 xx 10^(11)

Passo 1

Falaaaai galerinha, show de bola? Bora resolver mais uma juntinho comigo?

Simboráaa

Demos os valores das constantes de formação para as reações dadas,

C u^+ + 2 N H_3 ⇋ C u (N H_3)_2^+ beta_2 = 7.2 xx 10^(10)

C u^(2 +) + 4 N H_3 ⇋ C u (N H_3)_4^+ beta_4 = 5.62 xx 10^(11)

E_(C u^(2 +) // C u)^( 0) = 0 . 153 V

Temos que descobri o potencial de eletrodo padrão, para a reação a seguir:

C u (N H_3)_4^(2 +) + e^- ⇋ C u (N H_3)_2^+ + 2 N H_3

O potencial do eletrodo para uma reação de redução é dado por,

E = E^0 - (0.0592)/(n) log ([p r o d u t o])/([r e a g e n t e s])

E^0 -> potencial de eletrodo padrão

[p r o d u t o s] -> concentração de produtos

[r e a g e n t e s] -> concentração de reagentes

n -> número de elétrons passando por redução

Passo 2

Na reação dada,  C u^(2 +) sofre redução, então o potencial do eletrodo para a reação dada será igual ao potencial do eletrodo da redução de  C u^(2 +) .

A reação que mostra redução de  C u^(2 +) pode ser escrita como:

F e Y^- + e^- ⇋ F e Y^(2 -)

O potencial do eletrodo para a reação acima é dado por ,

E = E^0 - (0.0592)/(n) log ([C u^+])/([C u^(2 +)])

Substituindo os valores , (para concentração de sólidos é considerada como 1) teremos:

E = 0.153 - (0.0592)/(2) log ([C u^+])/([C u^(2 +)]) ( 1 )

Passo 3

Demo, a constante de formação, para as reações dadas abaixo

C u^+ + 2 N H_3 ⇋ C u (N H_3)_2^+ beta_2 = 7.2 xx 10^(10)

Isso implica

([C u (N H_3)_2^+])/([C u^+] [N H_3]^2) = beta_2 = 7.2 xx 10^(10)

[C u^+] = ([C u (N H_3)_2^+])/([N H_3]^2 (7.2 xx 10^(10)))

Agora

C u^(2 +) + 4 N H_3 ⇋ C u (N H_3)_4^+ beta_4 = 5.62 xx 10^(11)

([C u (N H_3)_2^(4 +)])/([C u^(2 +)] [N H_3]^2) = beta_4 = 5 . 6 2 xx 10^(11)

[C u^(2 +)] = ([C u (N H_3)_4^(2 +)])/([N H_3]^2 (5 . 6 2 xx 10^(11)))

Passo 4

Substituindo os valores , teremos

E = 0.153 - 0.0592 log ([N H_3]^2 (5.62 xx 10^(11)))/([N H_3]^2 (7.2 xx 10^(10))) ([C u (N H_3)_2^+])/([C u (N H_3)_2^(4 +)])

[C u (N H_3)_2^+] = [C u (N H_3)_4^(2 +)] = 1

E = 0.153 - 0.0592 log (((5.62 xx 10^(11)))/((7 . 2 xx 10^(10))) ([C u (N H_3)_2^+])/([C u (N H_3)_2^(4 +)]))

E = 0.153 - 0.0592 log (((5.62 xx 10^(11)))/((7.2 xx 10^(10))))

E = 0.153 - 0.0592 [log (5.62 xx 10^(11)) - log (7.2 xx 10^(10))]

[log (a)/(b) = log a - log b]

E = 0.153 - 0.0592 [(log 5.62 + 11 log 10) - ( log 7.2 + 10 log 10) ]

[log (a xx b) = (log a + log b)]

[ log 10^a = a log 10 ]

E = 0.153 - 0.0592 [( 0.75 + 11 ) - (0.86 + 10)]

log 5.62 = 0 . 75

log 7.2 = 0 . 86

log 10 = 1

E = 0.153 - 0 . 0527

= 0.1 00 V

Sendo assim o potencial de eletrodo padrão, E^0 para a reação dada é 0.100 V .

Resposta

Sendo assim o potencial de eletrodo padrão, E^0 para a reação dada é 0.100 V .

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