Eletroquímica(dúvida)
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Eletroquímica(dúvida)
Considere os seguintes potenciais de eletrodo em relação ao elétrodo padrão de hidrogênio na condições padrão
(E°): E°(M³+/M²+) = 0,80V e E°(M²+/M°) = -0,20V. Assinale a opção que apresenta o valor, em V, de E°(M³+/M°).
Resolução:
M³+ + e- ⇒ M²+ E°(M³+/M²+) = 0,80V n = 1 (I)
M²+ + 2e- ⇒ M° E°(M²+/M°) = -0,20V n = 2 (II)
--------------------------------------------------------------
M³+ + 3e- ⇒ M° E°(M³+/M°) = x n = 3 (III)
Utilizando a fórmula ∆G° = -nFE°
∆G°(III) = ∆G°(II) + ∆G°(I)
-3.F.E° = -1.F.0,80 - 2.F.(-0,20)
E° = + 0,13V
A minha dúvida é o porque que não posso apenas somar as duas equações, tem que usar o ∆G°.
(E°): E°(M³+/M²+) = 0,80V e E°(M²+/M°) = -0,20V. Assinale a opção que apresenta o valor, em V, de E°(M³+/M°).
Resolução:
M³+ + e- ⇒ M²+ E°(M³+/M²+) = 0,80V n = 1 (I)
M²+ + 2e- ⇒ M° E°(M²+/M°) = -0,20V n = 2 (II)
--------------------------------------------------------------
M³+ + 3e- ⇒ M° E°(M³+/M°) = x n = 3 (III)
Utilizando a fórmula ∆G° = -nFE°
∆G°(III) = ∆G°(II) + ∆G°(I)
-3.F.E° = -1.F.0,80 - 2.F.(-0,20)
E° = + 0,13V
A minha dúvida é o porque que não posso apenas somar as duas equações, tem que usar o ∆G°.
fantecele- Fera
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Data de inscrição : 14/09/2014
Idade : 27
Localização : Nova Venécia-ES, Brasil
Re: Eletroquímica(dúvida)
Porque não se trata de duas meia reações!
Aeron945- Mestre Jedi
- Mensagens : 755
Data de inscrição : 27/02/2015
Idade : 28
Localização : Bauru, SP
Re: Eletroquímica(dúvida)
pode explicar melhor?
é que não sou muito bom na matéria.
Obrigado!
é que não sou muito bom na matéria.
Obrigado!
fantecele- Fera
- Mensagens : 1217
Data de inscrição : 14/09/2014
Idade : 27
Localização : Nova Venécia-ES, Brasil
Re: Eletroquímica(dúvida)
O potencial de determinada substância é uma propriedade intensiva da matéria, isto é, não depende da matéria. Veja só:
Zn(s) ----> Zn2+ + 2e- E° = 0,74 V
Vamos multiplicar essa reação por 2, com isso estaremos aumentando a quantidade massa da reação:
2 Zn(s) ----> 2 Zn2+ + 4 e- Eº = ................ 0,74 V !!
Diferentemente do ∆H, que depende da massa (propriedade extensiva) o potencial de redução/oxidação não depende.
Então, a princípio, não poderíamos fazer absolutamente nada aos potenciais, quando somássemos reações ou a multiplicássemos por determinado número.
Existe um único caso onde é possível, somarmos reações e os potenciais também serão somados.
Para isso você deve conhecer o conceito de energia livre. A energia livre é a parcela de energia no sistema que pode ser convertido em trabalho útil a pressão e temperatura constante.
Uma das maiores aplicabilidades da energia livre é a determinação da espontaneidade de reações, abaixo segue uma demostração minha:
Pode até não ser verdade essa demostração criada por mim, mas estabelece uma relação entre o conceito e o valor quantitativo do ∆G.
Agora atenção: A variação de energia livre ∆G é uma propriedade extensiva da matéria e tem como função uma grandeza intensiva que é a diferença de potencial.
Portanto, o ∆G de cada reação pode ser somado, ou multiplicado de acordo com as alterações feitas na quantidade de matéria da reação:
Vamos raciocinar apenas com duas, e substituir o valor de ∆G:
Só poderemos somar os valores de ∆Eº , caso o número de mols de elétrons envolvidos na reação global, for igual ao número de mols de elétrons envolvidos nas semi-reações!
Se n = n(I) = n(II) , F é a constante de Faraday:
∆E = ∆E(I) + ∆E(II) , como nesse exemplo:
Zn(s) ----> Zn2+ + 2e- E° = 0,74 V
Cu2+ + 2e- ---> Cu(s) Eº = 0,36 V
--------------------------------------------
Zn(s) + Cu2+ + 2e- ----> Zn2+ + Cu(s) + 2e- Eº = 0,74 + 0,36 = 1,10 V
Destaquei os elétrons na reação global: 2 mols de elétrons envolvidos.
Se tivéssemos feito com o potencial de oxidação do zinco, sairia 4 mols de elétrons na reação global, sendo diferentes, a soma não poderia ser feita.
Agora esse exercício, do ITA se não me engano, é trivial:
M³+ + e- ⇒ M²+ E°(M³+/M²+) = 0,80V n = 1 (I)
M²+ + 2e- ⇒ M° E°(M²+/M°) = -0,20V n = 2 (II)
--------------------------------------------------------------
M³+ + 3e- ⇒ M° E°(M³+/M°) = x n = 3 (III)
Podemos somar os potenciais ? não, pois o número de mols de elétrons não é o mesmo em cada equação.
Mas podemos somar o ∆G independentemente do caso:
n.E = nE(I) + nE(II) ---> 3E = 0,8 + 2(-0,2) --> E = 0,1333 V
Zn(s) ----> Zn2+ + 2e- E° = 0,74 V
Vamos multiplicar essa reação por 2, com isso estaremos aumentando a quantidade massa da reação:
2 Zn(s) ----> 2 Zn2+ + 4 e- Eº = ................ 0,74 V !!
Diferentemente do ∆H, que depende da massa (propriedade extensiva) o potencial de redução/oxidação não depende.
Então, a princípio, não poderíamos fazer absolutamente nada aos potenciais, quando somássemos reações ou a multiplicássemos por determinado número.
Existe um único caso onde é possível, somarmos reações e os potenciais também serão somados.
Para isso você deve conhecer o conceito de energia livre. A energia livre é a parcela de energia no sistema que pode ser convertido em trabalho útil a pressão e temperatura constante.
Uma das maiores aplicabilidades da energia livre é a determinação da espontaneidade de reações, abaixo segue uma demostração minha:
Pode até não ser verdade essa demostração criada por mim, mas estabelece uma relação entre o conceito e o valor quantitativo do ∆G.
Agora atenção: A variação de energia livre ∆G é uma propriedade extensiva da matéria e tem como função uma grandeza intensiva que é a diferença de potencial.
Portanto, o ∆G de cada reação pode ser somado, ou multiplicado de acordo com as alterações feitas na quantidade de matéria da reação:
Vamos raciocinar apenas com duas, e substituir o valor de ∆G:
Só poderemos somar os valores de ∆Eº , caso o número de mols de elétrons envolvidos na reação global, for igual ao número de mols de elétrons envolvidos nas semi-reações!
Se n = n(I) = n(II) , F é a constante de Faraday:
∆E = ∆E(I) + ∆E(II) , como nesse exemplo:
Zn(s) ----> Zn2+ + 2e- E° = 0,74 V
Cu2+ + 2e- ---> Cu(s) Eº = 0,36 V
--------------------------------------------
Zn(s) + Cu2+ + 2e- ----> Zn2+ + Cu(s) + 2e- Eº = 0,74 + 0,36 = 1,10 V
Destaquei os elétrons na reação global: 2 mols de elétrons envolvidos.
Se tivéssemos feito com o potencial de oxidação do zinco, sairia 4 mols de elétrons na reação global, sendo diferentes, a soma não poderia ser feita.
Agora esse exercício, do ITA se não me engano, é trivial:
M³+ + e- ⇒ M²+ E°(M³+/M²+) = 0,80V n = 1 (I)
M²+ + 2e- ⇒ M° E°(M²+/M°) = -0,20V n = 2 (II)
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M³+ + 3e- ⇒ M° E°(M³+/M°) = x n = 3 (III)
Podemos somar os potenciais ? não, pois o número de mols de elétrons não é o mesmo em cada equação.
Mas podemos somar o ∆G independentemente do caso:
n.E = nE(I) + nE(II) ---> 3E = 0,8 + 2(-0,2) --> E = 0,1333 V
____________________________________________
Thálisson.
Thálisson C- Monitor
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Data de inscrição : 19/02/2014
Idade : 26
Localização : Gurupi -TO
Re: Eletroquímica(dúvida)
Opa Thálisson C, muito obrigado!
Me ajudou muito.
Me ajudou muito.
fantecele- Fera
- Mensagens : 1217
Data de inscrição : 14/09/2014
Idade : 27
Localização : Nova Venécia-ES, Brasil
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