Questão 20

ITA 2007

Química

(ITA - 2007)

Considere a reação química representada pela equação a seguir e sua respectiva força eletromotriz nas condições-padrão:

ΔEº = 0,20 V.

Agora, considere que um recipiente contenha todas as espécies químicas dessa equação, de forma que todas as concentrações sejam iguais às das condições-padrão, exceto a de H⁺.

Assinale a opção que indica a faixa de pH na qual a reação química ocorrerá espontaneamente.

2,8 < pH < 3,4

3,8 < pH < 4,4

4,8 < pH < 5,4

5,8 < pH < 6,4

6,8 < pH < 7,4

Gabarito:

2,8 < pH < 3,4

Resolução:

Para que uma reação seja espontânea:

$Delta E > 0$

O motivo é que, para ser espontânea:

$Delta G < 0$

$Delta G = - nFDelta E$

Podemos escrever o ΔE:

$Delta E = Delta E^o - frac{0,0592}{n} log Q$

Como são 4 elétrons na reação:

$Delta E = 0,20V - frac{0,0592}{4} log frac{1}{[H^+]^4}$

Logo:

$0,20V - frac{0,0592}{4} log frac{1}{[H^+]^4} > 0$

$- log frac{1}{[H^+]^4} > - frac{4cdot 0,2}{0,0592}$

$log frac{1}{[H^+]^4} > 13,5$

$- 4 log [H^+] > 13,56$

$- log [H^+] > frac{13,56}{4}$

$pH < 3,375$

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