Calcule o valor de
para cada uma das reações a seguir. Decida se cada uma delas é produtofavorecida na direção em que foi escrita.
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O enunciado pede para calcular o valor de
para a reação:
Além disso, precisamos decidir se essa reação é favorecida na direção em que foi escrita. Para isso, vamos trabalhar com conceitos de eletroquímica, especificamente sobre potenciais padrão de eletrodo e células eletroquímicas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender que em uma reação eletroquímica, temos duas semi-reações: uma de redução e outra de oxidação. O potencial padrão (
) de cada meio é uma medida de sua tendência a ganhar elétrons (reduzir-se).
Passo 3
Vamos identificar as semi-reações envolvidas:
-
Redução do íon zinco:
-
Redução do íon níquel:
Esses valores são tabelados e representam o potencial padrão de redução para cada meio.
Passo 4
Agora, precisamos determinar qual meio está sendo oxidado e qual está sendo reduzido na reação dada. Observando a equação original:
Vemos que:
- Zn²⁺ está sendo reduzido a Zn.
- Ni está sendo oxidado a Ni²⁺.
Passo 5
Como o níquel está sendo oxidado, a semi-reação de oxidação será o reverso da redução:
Note que o potencial de oxidação é o inverso do potencial de redução.
Passo 6
Para calcular o potencial padrão da célula (
), usamos a seguinte fórmula:
Onde:
- Cátodo é o eletrodo onde ocorre a redução.
- Ânodo é o eletrodo onde ocorre a oxidação.
Passo 7
Identificando:
- Cátodo: Redução do Zn²⁺ a Zn,
- Ânodo: Oxidação do Ni a Ni²⁺,
Agora, aplicamos na fórmula:
Passo 8
No entanto, isso nos dá um valor negativo para
, indicando que a reação não é espontânea na direção escrita. Para que a reação seja espontânea,
deve ser positivo.
Resposta
O valor de
para a reação é
, e a reação não é favorecida na direção em que foi escrita.