- Considere os seguintes potenciais-padrão a 25 으C:
a) Calcule a constante de equilíbrio para a reação
b) Calcule a
para a reação do item (a).
b) Calcule a
Passo 1
O enunciado fornece dois potenciais-padrão a
(isto é, a
) para meias-reações de redução envolvendo paládio:
O que se pede:
a) Calcular a constante de equilíbrio para a reação
a) Calcular a constante de equilíbrio
b) Calcular
para essa reação.
Listei acima todos os dados numéricos fornecidos; a resolução começa no próximo passo.
Listei acima todos os dados numéricos fornecidos; a resolução começa no próximo passo.
Passo 2
Montagem da reação alvo a partir das meias-reações dadas (alinhando elétrons e espécies). Vou usar as meias-reações dadas como reduções e inverter uma delas para formar a reação desejada.
Reações dadas (reduções):
Se eu inverter a reação (2) obtenho a oxidação correspondente:
Somando (1) e (2’) cancela
e os
, ficando exatamente a reação desejada:
Para a célula formada por essas duas meias-reações a diferença de potencial padrão (potencial da célula) é
Aqui a redução (cátodo) é a reação (1) com
e a redução (ânodo) é a reação (2) com
. Assim
Passo 3
Relação entre potencial padrão e energia livre padrão. A fórmula fundamental que liga o potencial padrão de célula à variação de energia livre padrão é
onde:
-
é a variação de energia livre padrão (J·mol ), -
é o número de elétrons transferidos na reação global (aqui ), -
é a constante de Faraday ( ), -
é o potencial padrão da célula (V).
Vou calcular
numericamente:
Portanto,
Arredondando razoavelmente (duas ou três algarismos significativos):
.
Passo 4
Relação entre
e constante de equilíbrio
. A expressão termodinâmica é
onde:
-
é a constante dos gases ( ), -
é a temperatura absoluta (aqui ).
Igualando as duas expressões para
obtemos
Calculemos o numerador e denominador:
Logo
Transformando para
:
(para verificação,
, e
.)
Passo 5
Interpretação e arrendondamento final: a constante de equilíbrio
é grande (
), o que significa que, sob condições-padrão, a formação do complexo
a partir de
e
é favorecida. A variação de energia livre negativa confirma isso.