Com base nos potenciais padrão de redução, calcule o potencial padrão da célula voltaica para cada uma das seguintes reações (já balanceadas) a 298 K :
Passo 1
O enunciado pede para calcular o potencial padrão da célula voltaica, a 298 K, para a reação já balanceada:
Informações relevantes fornecidas ou que precisamos buscar em tabela de potenciais padrão:
- As meias-reações de redução e seus potenciais padrão de redução
(valores de tabela a ). - Observação: estes
são potenciais de redução, por definição medidos como a tendência da espécie a ganhar elétrons.
Passo 2
Vou escrever as duas meias-reações de redução (essas são as entradas nas tabelas) e indicar os valores que vou usar (valores padrão a
retirados da tabela de potenciais padrão):
Explicando o que esses números significam: cada
é o potencial de redução padrão da meia-reação escrita. Um
mais positivo indica maior tendência a ser reduzido (ou seja, a ganhar elétrons).
Passo 3
Determinar qual espécie é reduzida (cátodo) e qual é oxidada (ânodo) comparando os
:
- Entre
e , o potencial de níquel é o mais positivo.
Logo, a meia-reação que tende a acontecer como redução é a do níquel:
A outra meia-reação ocorrerá no sentido oposto (oxidação) no ânodo:
Passo 4
Fórmula para o potencial padrão da célula: o potencial padrão da célula é dado por
Aqui
e
são os potenciais de redução padrão das meias-reações escritas como redução. Importante: mesmo que multipliquemos meias-reações para balancear elétrons, os valores
NÃO são multiplicados — são propriedades intensivas.
Passo 5
Aplicando a fórmula com os valores escolhidos:
Portanto
Passo 6
Interpretação do resultado e cheque rápido:
- Obtivemos
, sinal positivo, o que indica que, sob condições padrão, a reação espontânea na direção escrita (Fe oxidando, Ni2+ reduzindo) é termodinamicamente favorecida. - Os elétrons cancelam (são 2 em cada meia-reação), então as meias-reações já estão corretamente balanceadas eletricamente; como dito, não se multiplicou
por coeficiente.