Complete a tabela para cada item solicitado. Os itens ((a) a (g)) deverão ser calculados com os parâmetros fornecidos pela tabela abaixo.
Parâmetros eletroquímicos das reações que ocorrem na interface níquel/solução 0,6 molar de íons de níquel num banho contendo sulfato de níquel,
.
Parâmetro
Valor
Referência
Para a reação
Potencial de equilíbrio padrão
CRC (1988)
Potencial de equilíbrio 0,6 molar de
Atividade = 0,03372 molar
Calcular
ícorr da reação
molar) para meio de sulfato
Shreir (1977)
Calcular
Calcular
Para a reação
Potencial de equilíbrio padrão
zero
CRC (1988)
Potencial de equilíbrio
Calcular
a) Calcular o potencial de equilíbrio da reação
para
e banho a base de sulfato de níquel, considerando um catodo de níquel. (Valor: 1,0 ponto)
| Parâmetro | Valor | Referência | ||
| Para a reação
|
||||
| Potencial de equilíbrio padrão |
|
CRC (1988) | ||
|
Calcular | |||
| ícorr da reação |
|
Shreir (1977) | ||
|
|
Calcular | |||
| Calcular | ||||
| Para a reação
|
||||
| Potencial de equilíbrio padrão | zero | CRC (1988) | ||
| Potencial de equilíbrio
|
Calcular | |||
Passo 1
O que o problema pede: calcular o potencial de equilíbrio da reação
para
num banho de sulfato de níquel com atividade de
dada.
Dados fornecidos (vou listar TUDO que temos):
- Potencial padrão:
. - Atividade do íon:
(valor fornecido na tabela). - Temperatura:
. - Reação envolve
elétrons. - A atividade do metal sólido
é .
Passo 2
Fórmula que vamos usar (Nernst, forma para potencial de redução):
onde:
-
é o potencial de equilíbrio que queremos, -
é o potencial padrão, -
é a constante dos gases ( ), -
é a temperatura em kelvin, -
é o número de elétrons transferidos ( aqui), -
é a constante de Faraday ( ), -
é o quociente de atividade da reação. Para , temos .
Importante: usamos atividade (não concentração) porque é o que aparece no Nernst; o enunciado já forneceu a atividade.
Passo 3
Calcular o fator
. Faço passo a passo para você copiar na prova:
Calcule
:
Divida por
:
Divida por
:
Observação prática (útil na prova): com log decimal usamos a forma
pois
a
. Aqui
.
Passo 4
Calcular o termo logarítmico. Vou mostrar com
(mentalmente mais simples):
Multiplicando pelo fator decimal:
(Same result usando ln:
e
.)
Passo 5
Agora calcule
:
Arredondando de forma prática para a prova (3 casas decimais):
Força! Você já vê que quando a atividade do cátion é menor que 1, o potencial de redução fica mais negativo que
— ideia útil para interpretar respostas.