A seguir são apresentadas algumas semi-equações de redução:
a) Escreva as equações químicas balanceadas para a oxidação de
por
, por
e por
. Calcule o
para cada uma dessas reações. Indique se cada uma das reações é ou não espontânea.
b) Calcule a constante de equilíbrio para cada umas reações apresentadas no item anterior à 298 K.
b) Calcule a constante de equilíbrio para cada umas reações apresentadas no item anterior à 298 K.
Passo 1
Beleza, o enunciado tá pedindo pra gente pegar três pares de semi-reações (com seus potenciais padrão
), montar as reações globais em que
é oxidado por cada um dos três oxidantes, calcular
de cada reação e dizer se rola espontaneidade. Depois, ainda precisamos achar a constante de equilíbrio
a 298 K.
Conteúdo: eletroquímica de pilhas, onde usamos
Conteúdo: eletroquímica de pilhas, onde usamos
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; -
; -
.
Vamos do início, explicando tudo passo a passo.
Passo 2
Reação com
:
- Semi-reações (padrão):
•, (inversa, pois será oxidado).
•, (redução, como está). - Balanceando: a oxidação de ferro libera 1 e⁻, a redução do persulfito consome 2 e⁻, então duplicamos a oxidação:
Combina com a outra:
→ reação global:
- Potencial da célula:
-
.
Como, não é espontânea.
Passo 3
Reação com
:
- Semi-reações:
•, (inverter).
•, . - Balanceamento: a oxidação do Fe dá 1 e⁻, mas a redução do óxido nitroso exige 2 e⁻, então dobramos a oxidação:
Combina com
→ global:
-
. -
.
Não é espontânea ().
Passo 4
Reação com
:
- Semi-reações:
•, (inverter).
•, (redução). - Ambas usam 1 e⁻, então o global é direto:
-
. -
.
Como, é espontânea.
Passo 5
Agora, calculando
via
, ou
a 298 K (
):
- Para S
O :
mas como , na prática .
. - Para N
O:
, → .
(extremamente pequeno). - Para VO
:
, → .
.
Resposta
a) Equações globais e
:
-
, J (não espontânea). -
, J (não espontânea). -
, J (espontânea).
b) Constantes de equilíbrio a 298 K: -
-
-