Utilizando os potenciais de redução padrão (Apêndice E), calcule a fem padrão para cada uma das seguintes reações:
\mathrm{Fe}(s)+2 \mathrm{Fe}^{3+}(a q) \longrightarrow 3 \mathrm{Fe}^{2+}(a q)

Passo 1

O enunciado pede a força eletromotriz padrão (fe m\circ) da reação
\mathrm{Fe}(s) + 2\,\mathrm{Fe}^{3+}(aq) \longrightarrow 3\,\mathrm{Fe}^{2+}(aq)
usando potenciais de redução padrão. O conteúdo usado será eletroquímica: identificamos os semi-equilíbrios de oxidação e redução, usamos seus potenciais padrão E^\circ do Apêndice E e aplicamos
E^\circ_{\rm célula} = E^\circ_{\rm cátodo} + E^\circ_{\rm ânodo}.éáâ

Passo 2

Dos dados padrão temos os potenciais de redução:
\mathrm{Fe}^{3+} + e^- \longrightarrow \mathrm{Fe}^{2+},\quad E^\circ_{\rm red}=+0,77\text{ V},
\mathrm{Fe}^{2+} + 2\,e^- \longrightarrow \mathrm{Fe}(s),\quad E^\circ_{\rm red}=-0,44\text{ V}.

Passo 3

Escrevemos os dois semi-equilíbrios que somados dão a reação global:
\text{Redução (cátodo):}\quad 2\bigl(\mathrm{Fe}^{3+} + e^-\to\mathrm{Fe}^{2+}\bigr)çãá
\text{Oxidação (ânodo):}\quad \mathrm{Fe}(s)\to\mathrm{Fe}^{2+} + 2e^-.çãâ
Note que a oxidação é o inverso de \mathrm{Fe}^{2+}+2e^-\to\mathrm{Fe}(s).

Passo 4

Para a oxidação usamos
E^\circ_{\rm ox} = -\,E^\circ_{\rm red}\bigl(\mathrm{Fe}^{2+}+2e^-\to\mathrm{Fe}\bigr) = -(-0,44\text{ V}) = +0,44\text{ V}.

Passo 5

A fem padrão da célula é
E^\circ_{\rm célula} = E^\circ_{\rm cátodo} + E^\circ_{\rm ânodo} = +0,77\text{ V} + 0,44\text{ V} = 1,21\text{ V}.éáâ

Resposta

A fem padrão da reação é 1,21\text{ V}.

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