Enunciado
Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 13.1 - Ex. 105
a) Leve em conta a dependência entre a energia livre de Gibbs da reação e o potencial e a temperatura, e derive uma equação para a dependência de da temperatura. b) Use sua equação para predizer o potencial padrão da formação da água a partir de hidrogênio e oxigênio em uma célula a combustível em 80°C. Suponha que não dependem da temperatura.
Passo 1
Letra a)
A energia livre de Gibbs está relacionada ao potencial pela seguinte equação:
E está relacionada a temperatura pela seguinte equação:
Juntando as duas equações, temos:
Passo 2
Para duas células distintas, 1 e 2, temos as seguintes equações:
Subtraindo as equações, obtemos a equação desejada:
Passo 3
Letra b)
As semi-reações de redução para a formação da água são as seguintes:
Percebemos que a primeira reação sofrerá a redução, enquanto a segunda oxidará, e a equação geral ficará assim:
A energia potencial padrão da célula será:
Passo 4
Utilizando a equação obtida na letra a), temos:
Sendo:
;
;
;
;
;
.
Resposta
a) ;
b) .