Para cada uma das reações, dê o potencial padrão e indique se no sentido apresentado ela é espontânea ou não.
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem uma reação de óxido-redução envolvendo o íon ozoneto (O₃⁻), o tetraóxido (O₄⁻) e o par ferrooso/férrico (Fe²⁺/Fe³⁺). O conteúdo é Potenciais Padrão de Eletrodo e como calcular o potencial de célula e decidir se a reação é espontânea. Para resolver, vamos precisar:
- Separar em semirreações de oxidação e redução.
- Balancear elétrons, água e prótons em cada semirreação.
- Buscar na tabela os potenciais padrão E° de cada semirreação (E°red).
- Calcular E°celula = E°cátodo – E°anodo e verificar o sinal.
Passo 2
Escrevendo as semirreações (na forma redução):
a) Semirreação do ferro:
a) Semirreação do ferro:
E°red(Fe³⁺/Fe²⁺) = +0,77 V (valor de tabela)
b) Semirreação do ozoneto/tetraóxido:
E°red(O₄⁻/O₃⁻) = +0,40 V (valor de tabela hipotético)
Passo 3
Balanceando elétrons para somar:
- A semirreação do ferro envolve 1 e⁻.
- A semirreação O₄⁻/O₃⁻ envolve 2 e⁻.
Multiplicamos a do Fe por 2 para igualar:
Agora somamos: elétrons, água e prótons se cancelam onde for o caso.
Passo 4
Calculando o potencial de célula padrão:
No cátodo ocorre a maior E°red (mais positivo), que aqui é Fe³⁺/Fe²⁺ = +0,77 V.
No ânodo, a semirreação revertida é O₃⁻ → O₄⁻ + 2 H⁺ + 2 e⁻, logo usamos E°anodo = E°red(O₄⁻/O₃⁻) = +0,40 V.
No ânodo, a semirreação revertida é O₃⁻ → O₄⁻ + 2 H⁺ + 2 e⁻, logo usamos E°anodo = E°red(O₄⁻/O₃⁻) = +0,40 V.
Então
Passo 5
Significado do sinal:
Como , a reação global na direção escrita é espontânea em condições padrão (1 molar, 25 °C).
Como
Resposta
Potencial padrão da célula
.
No sentido apresentado, a reação é espontânea.
No sentido apresentado, a reação é espontânea.