Calcule E^0, E e G (energia livre de Gibbs) para a seguinte reação de célula:
Mg(s)+Sn^2+ (aq) Mg^2+ (aq)+Sn(s) Dados: [Mg^2+]=0,045 M e[Sn^2+]=0,035 M Resp: E^o=2,22 V, E=2,21 V e De

Passo 1

Beleza, o que a gente tem aqui é uma célula galvânica com a reação
Mg(s) + Sn^2+(aq) ;longrightarrow; Mg^2+(aq) + Sn(s)
O conteúdo é eletroquímica: a gente vai precisar
  1. dos potenciais-padrão de redução (E°) de Mg²⁺/Mg e Sn²⁺/Sn,
  2. da equação de Nernst pra achar o potencial em condição não-padrão (E),
  3. da relação ΔG = –n⋅F⋅E pra calcular a energia livre de Gibbs.

Passo 2

Primeiro vamos achar o potencial-padrão da célula, E^0rm célula ;=; E^0rm red,(cátodo) ;-; E^0rm red,(ânodo) .
  1. As semiforações-padrão (tabela):
    – redução de Mg²⁺: E^0 = (-0,14) - (-2,37) = 2,23;V, ,
    – redução de Sn²⁺: ,
  2. Na célula, o ânodo é Mg (ele se oxida) e o cátodo é Sn²⁺ (ele se reduz).
  3. A fórmula é
éáâ
Logo,
arredondando dá aproximadamente .

Passo 3

Agora a gente usa a equação de Nernst pra achar o potencial real E = E^0 - 0,0592n,log Q quando Q = [Mg^2+][Sn^2+] = 0,0450,035approx1,2857 e E = 2,22 ;-; 0,05922,log(1,2857) = 2,22 - 0,0296cdot0,109 approx 2,21;V .
A equação é
onde (dois elétrons trocados) e
Substituindo:

Passo 4

Por fim, a energia livre de Gibbs da reação é
De
com De e .

Resposta

E° = 2,22 V
E = 2,21 V
ΔG = –426,5 kJ/mol

Exercícios relacionados