Calcule
, E e G (energia livre de Gibbs) para a seguinte reação de célula:
Dados:
RESPOSTA: 2,23 V, 2,227 V e-429,8 kJ
Dados:
RESPOSTA: 2,23 V, 2,227 V e-429,8 kJ
Passo 1
Enunciado e dados (o que é pedido):
A reação é
A reação é
Pediram: calcular
(potencial padrão da célula),
(potencial sob as concentrações dadas) e
(energia livre de Gibbs) para a reação. Dados numéricos fornecidos:
Nada mais será perguntado — vou usar temperatura padrão
e as constantes físicas usuais quando necessário.
Passo 2
Identificar semirreações e potenciais-padrão (tabela de potenciais de redução):
Semirreações de redução relevantes:
Semirreações de redução relevantes:
Na célula dada, o magnésio metálico se oxida (ânodo) e o
se reduz (cátodo). O potencial padrão da célula é
Substituindo:
Arredondando ao número de algarismos adequado para a resposta pedida:
Passo 3
Montar o quociente de reação
e escrever a equação de Nernst:
A reação global tem sólidos ( ,
) e íons aquosos. O quociente de reação é formado só por espécies em solução:
A reação global tem sólidos (
Com os dados do enunciado:
A equação de Nernst em forma logaritmo decimal (útil para cálculos rápidos a
) é
onde
é o número de elétrons transferidos (aqui
),
é o valor de
a
.
Passo 4
Calcular
pela fórmula de Nernst passo a passo:
Calcule :
Calcule
Calcule o termo de correção:
Usando o
arredondado que adotamos (
):
Arredondando adequadamente:
Passo 5
Calcular a energia livre de Gibbs
(chamada
no enunciado) a partir do potencial da célula:
Fórmula relacionando e
é
Fórmula relacionando
onde
é a constante de Faraday e
. Usando
:
Calcule:
Convertendo para quilojoules por mol e arredondando: