Calcule a Energia Livre de Gibbs padrão de reação das seguintes reações de células:
(j) \mathrm{Hg}(\mathrm{l})\left|\mathrm{Hg}^{2+}(\mathrm{aq})\right|\left|\mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq}), \mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq}), \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})\right| \mathrm{Pt}(\mathrm{s})
Dados: \mathbf{F} \boldsymbol{=} \mathbf{9 6 4 8 5} C.mol ^{-\mathbf{1}}
Escreva a equação balanceada das reações de célula de cada uma das seguintes células galvânicas:
Passo 1
Resumindo o que foi pedido: queremos calcular a energia livre de Gibbs padrão de reação, \Delta G^\circ, para a célula \mathrm{Hg(l)}\bigl|\mathrm{Hg}^{2+}(\mathrm{aq})\bigr|\bigl|\mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq}),\,\mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq}),\,\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})\bigr|\mathrm{Pt(s)}.
O conteúdo envolvido é eletroquímica de células galvânicas em condições padrão. Para isso vamos precisar:
Escrever as semi-reações de redução e seus potenciais padrão E^\circ.
Determinar o potencial de célula padrão E^\circ_{\rm cel}.
Usar a relação \Delta G^\circ = -\,n\,F\,E^\circ_{\rm cel}.
Balancear a reação global em termos de elétrons.
Passo 2
Identificamos as semi-reações padrão (tabela de eletrodo-padrão):
Cátodo (redução de permanganato):
Balanceamos elétrons: a semi-reação do cátodo envolve 5 e^{-} e a do ânodo 2 e^{-}, logo o mínimo múltiplo comum é 10 e^{-}. Multiplicamos:
– Semi-reação de oxidação \times 5: