Observando a célula eletroquímica e seus potenciais-padrão de redução do Mg 2+ e Fe2+ iguais a -2,38 V e -0,44 V, respectivamente. Responda:
a) Qual a FEM dessa célula sob condições-padrão?
b) Qual a variação de energia livre de Gibbs dessa célula?
c) A reação que ocorre nessa célula eletroquímica é espontânea ou não-espontânea?
Passo 1
O enunciado apresenta a célula eletroquímica Mg(s)l|Mg^2+(aq)r|l|Fe^2+(aq)r|Fe(s)
com potenciais-padrão de redução
Mg^2+ + 2,e^- to Mg(s), E^circMg^2+/Mg = -2,38 V,
Fe^2+ + 2,e^- to Fe(s), E^circFe^2+/Fe = -0,44 V
Queremos (a) a força eletromotriz E^circcélulaé, (b) a variação de energia livre padrão De<a G^circ e (c) saber se a reação é espontânea. Vamos usar que
E^circcélula = E^circcátodo - E^circânodo, éáâ
e
De<a G^circ = -n,F,E^circcélula, é
onde n=2 é o número de elétrons e F=9,6485times10^4 C/mol é a constante de Faraday.
Passo 2
Identificamos que o ânodo é o metal que sofre oxidação mais facilmente, ou seja, o par com potencial mais negativo, portanto o magnésio: