IME/ITA ⇒ (IME-1973) Eletroquímica Tópico resolvido

[Jigsaw]

(IME-1973) São conhecidas três pilhas cujas reações totais são:

[tex3]3\text{Zn}_{(s)}+\text{Cr}_2\text{O}_7^{-2}+14\text{H}^+ \rightarrow 3\text{Zn}^{+2}+2\text{Cr}^{+3}+7\text{H}_2\text{O}[/tex3]

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[tex3]3\text{Zn}_{(s)}+\text{Cr}_2\text{O}_7^{-2}+14\text{H}^+ \rightarrow 3\text{Zn}^{+2}+2\text{Cr}^{+3}+7\text{H}_2\text{O}[/tex3]

[tex3]\text{Zn}_{(s)}+2\text{H}^+ \rightarrow \text{Zn}^{++}+\text{H}_2(g)[/tex3]

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[tex3]\text{Zn}_{(s)}+2\text{H}^+ \rightarrow \text{Zn}^{++}+\text{H}_2(g)[/tex3]

[tex3]\text{Zn}_{(s)}+\text{Cu}^{++} \rightarrow \text{Zn}^{++}+\text{Cu}_{(s)}[/tex3]

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[tex3]\text{Zn}_{(s)}+\text{Cu}^{++} \rightarrow \text{Zn}^{++}+\text{Cu}_{(s)}[/tex3]

E cujos potenciais observados nas condições padrões são, respectivamente, 2,00 V, 0,76 V e 1,10 V.
A partir destes dados, determine os potenciais padrões de oxidação para as semi-reações do zinco, do cobre e do bicromato envolvidas, e diga justificando se é espontânea a reação:

[tex3]3\text{Cu}^{++}+2\text{Cr}^{+3}+7\text{H}_2\text{O} \rightarrow 3\text{Cu}_{(s)}+\text{Cr}_2\text{O}_7^{-2}+14\text{H}^+[/tex3]

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[tex3]3\text{Cu}^{++}+2\text{Cr}^{+3}+7\text{H}_2\text{O} \rightarrow 3\text{Cu}_{(s)}+\text{Cr}_2\text{O}_7^{-2}+14\text{H}^+[/tex3]

Resposta

---

S/ GAB

[Ósmio]

Olá Jigsaw,

Vamos calcular o potencial de redução padrão do cobre. Nesse caso, não precisaremos aplicar o princípio de [tex3]\Delta G[/tex3]

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[tex3]\Delta G[/tex3]

da reação nem nada do tipo, então vamos lá:

[tex3]Cu^{2+}+Zn\rightarrow Zn^{2+}+Cu\\1,10=E°_{redução}+E°_{oxidação}[/tex3]

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[tex3]Cu^{2+}+Zn\rightarrow Zn^{2+}+Cu\\1,10=E°_{redução}+E°_{oxidação}[/tex3]

Sabendo que o potencial de oxidação do zinco é 0,76V (ver reação do enunciado), temos:

[tex3]E°_{redução \ cobre}=1,10-0,76=0,34V[/tex3]

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[tex3]E°_{redução \ cobre}=1,10-0,76=0,34V[/tex3]

Determinando o potencial de redução do dicromato:

[tex3]2,00=E°_{redução}+0,76\\E°_{redução}=1,24V[/tex3]

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[tex3]2,00=E°_{redução}+0,76\\E°_{redução}=1,24V[/tex3]

Determinando o potencial da pilha do enunciado;

[tex3]E_{reação}=E°_{redução}-E°_{oxidação}\\E°_{reação}=0,34-(1,24)=-0,90V[/tex3]

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[tex3]E_{reação}=E°_{redução}-E°_{oxidação}\\E°_{reação}=0,34-(1,24)=-0,90V[/tex3]

O processo no sentido direto da reação não é espontâneo pois o potencial da reação nesse sentido é negativo dando um valor de energia livre de Gibbs positivo segundo a equação: [tex3]\Delta G°=-nFE°[/tex3]

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[tex3]\Delta G°=-nFE°[/tex3]

. Dessa forma, a reação espontaneamente se processa no sentido inverso.

Espero ter ajudado