A reação química global da célula de Daniell é
Sabendo que
é 0 para o
e
e - 147,06 para
aq) e 65,49 para
aq), calcule o potencial da célula e discuta se nas condições padrões o sistema é espontâneo.
Resposta:
. A reação é espontânea para
metal
se oxidando e ions Cu2+ se reduzindo segundo a reação global apresentada.
Passo 1
O enunciado pede para calcular o potencial padrão da célula de Daniell a partir das energias livres padrão de formação e discutir a espontaneidade da reação. O conteúdo envolvido é termodinâmica eletroquímica, em que usamos a relação
com
sendo o número de elétrons trocados e
a constante de Faraday.
Passo 2
Calcular a variação da energia livre padrão de reação
usando
Substituindo os valores (em
):
Passo 3
Relacionar
e
pela equação
Aqui
(dois elétrons trocados) e
. Convertemos
para joules:
Então
Passo 4
Como
resulta em
, a reação é espontânea sob condições padrão, ou seja, o zinco metálico se oxida e os íons
se reduzem conforme a reação global.