Questão 6

ITA 2019

Química

(ITA - 2019 - 2ª FASE)

Considere a seguinte equação genérica, nas condições padrão e a 25ºC:

2A³⁺ + 2B^- ⇌ 2A²⁺ + B₂

Determine a constante de equilíbrio dessa reação a 25ºC, sabendo que os valores dos potenciais de eletrodo padrão de semicélula das espécies envolvidas são iguais a +0,15V e -0,15V.

Gabarito:

Resolução:

Avaliando a mudança de nox da reação genérica, o elemento "A" reduz de +3 para +2, e o "B" oxida de -1 para 0. Portanto, as semirreações são:

Cátodo: 2A³⁺ + 2e^- → 2A²⁺ E^o = + 0,15V

Anodo: 2B^- → B₂ + 2e^- E^o = - 0,15V

A equação global é encontrada somando as semirreações:

Equação global: 2 A³⁺ + 2B^- → B₂ + 2A²⁺ E^o = E^o_cátodo - E^o_anodo = + 0,15V - (- 0,15V) = +0,30V

Sabendo o potencial padrão da célular é possível encontrar a constante a partir das seguintes equações:

$Delta G^o = - nF E^o$

E que:

$Delta G = Delta G^o + RTlnQ$

Então:

$Delta G = -nFE^o + RTlnQ$

No equilíbrio, ΔG = 0 e Q = K. Logo:

$0 = -nFE^o + RTlnK$

$nFE^o = RTlnK$

$lnK = frac{nFE^o}{RT}$

$2,3 cdot logK = frac{nFE^o}{RT}$

$logK = frac{nFE^o}{2,3RT}$

Substituindo os valores na equação:

$logK = frac{2 cdot 96500 cdot 0,30}{2,3 cdot 8,31 cdot 298,15}$

$logK = 10,16$

$K = 10^{10,16}$

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