Uma das reações mais importantes para o processo de corrosão em meio ácido é:
Responda as seguintes questōes referentes a este processo químico:
© Qual o trabalho elétrico máximo que este sistema pode realizar nessas condições?
© Qual o trabalho elétrico máximo que este sistema pode realizar nessas condições?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação química importante que acontece quando o ferro (Fe) sofre corrosão em um ambiente ácido. A questão pede para descobrir o trabalho elétrico máximo que esse sistema pode realizar. Para resolver isso, vamos usar conceitos de eletroquímica, especificamente a relação entre a energia livre de Gibbs e o trabalho elétrico máximo que uma célula eletroquímica pode produzir.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que o trabalho elétrico máximo que uma reação pode realizar está relacionado à variação da energia livre de Gibbs (
) da reação. A fórmula que relaciona essas grandezas é:
Isso significa que a energia livre de Gibbs da reação nos dá o máximo de trabalho elétrico que pode ser obtido.
Passo 3
Para encontrar
, usamos a equação:
Onde:
-
é o número de mols de elétrons transferidos na reação. -
é a constante de Faraday, que vale aproximadamente . -
é a diferença de potencial padrão da célula.
Passo 4
Vamos identificar
na reação dada:
O ferro passa de
a
, então
mols de elétrons.
Passo 5
Agora, precisamos do potencial padrão (
) da reação. Supondo que seja fornecido ou podemos usar tabelas de potenciais padrão. Vamos supor que
para essa reação.
Passo 6
Substituindo os valores na equação de
:
Passo 7
Agora, o trabalho elétrico máximo é:
Resposta
O trabalho elétrico máximo que o sistema pode realizar nessas condições é de aproximadamente 148,6 kJ/mol.