Abaixo é apresentada a reação de uma pilha
onde o número de elétrons que participam do processo é igual a 2.
O
desta reação a 298 K é igual a
. Com base nessas informações, qual será a concentração de
, no estado de equilíbrio, quando uma amostra sólida de ferro metálico for mergulhada em uma solução de
de
.
Passo 1
O enunciado dá a reação
e informa que a diferença de potencial padrão a
é
. Queremos a concentração de
no equilíbrio quando
, sabendo que o ferro e o zinco sólidos são fases puras. Vamos usar a equação de Nernst em
no equilíbrio para achar a constante de equilíbrio
.
Passo 2
A versão geral da equação de Nernst para a reação é
onde
,
,
e, no equilíbrio,
. Assim
Passo 3
Substituindo os valores:
Passo 4
Para essa reação a fase sólida não entra em
, que fica
logo a constante de equilíbrio
e
Passo 5
Como
e
, temos
Resposta
A concentração de
no equilíbrio é aproximadamente