) O ferro metálico ( Fe ) pode ser oxidado a íons
em diferentes soluções salinas, conforme indicado na seguinte reação:
O potencial padrão de eletrodo para essa reação é
. Com base nessas informações, demonstre e explique se a oxidação do ferro é espontânea quando a concentração de íons
for
, mantendo o sistema a 298 K .
Passo 1
O enunciado dá a reação de oxidação
com potencial padrão
.
Queremos saber se essa oxidação é espontânea a 298 K quando . Para isso, vamos usar a equação de Nernst e ver o sinal de
.
Queremos saber se essa oxidação é espontânea a 298 K quando
Passo 2
A equação de Nernst para uma reação do tipo
é
onde
,
,
e
.
Passo 3
O quociente de reação
envolve apenas a concentração de
, pois o estado sólido e os elétrons têm atividade unitária:
Passo 4
Em base decimal, a constante
a 298 K, então
Logo
Passo 5
Para a reação de oxidação ser espontânea, esperamos
. Aqui encontramos
ou seja, o potencial é negativo e a oxidação não é espontânea nessas condições. Na prática, prevalece a reação inversa (redução de
a
).
Resposta
A oxidação do ferro não é espontânea quando
a 298 K, pois o potencial calculado é
.