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Questão 14

ITA 2008
Química

(ITA - 2008)

Assinale o valor da constante de equilíbrio, nas condições-padrão, da reação química descrita pela seguinte equação:

Sn2+(aq) + 2 Fe3+(aq)  ightleftharpoons Sn4+(aq) + 2Fe2+(aq)

Dados eventualmente necessários:

Potenciais de eletrodo em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio nas condições-padrão:

EºFe2+ /Fe = – 0,44 V

EºFe3+ /Fe = – 0,04 V

EºFe3+ /Fe2+ = 0,76 V

EºSn4+ /Sn2+ = 0,15 V

A

1021

B

1018

C

1015

D

1012

E

109

Gabarito:

1021



Resolução:

O potencial de uma célula eletroquímica e o quociente reacional são relacionados pela equação de Nernst:

Delta E = Delta E^{circ}-frac{0,059}{n} logQ

em que ΔE ≡ potencial da célula; ΔEº ≡ potencial padrão da célula; n ≡ número de elétrons envolvidos na reação e Q ≡ quociente reacional.

Se o sistema estiver em equilíbrio, ΔE = 0 e Q = K. Portanto, a equação de Nernst pode ser reescrita como

0 = Delta E^{circ}-frac{0,059}{n} logK

Delta E^{circ}= frac{0,059}{n} logK

log K=Delta E^{circ}cdot frac{n}{0,059} (equação 1)

Na reação representada por

Sn2+(aq) + 2 Fe3+(aq)  ightleftharpoons Sn4+(aq) + 2Fe2+(aq)

O íon Sn2+ é oxidado a Sn4+:

Sn2+(aq) + 2e-  ightleftharpoons Sn4+(aq) ΔEº = -0,15 V

e o íon Fe3+ é reduzido a Fe2+:

Fe3+(aq)  ightleftharpoons Fe2+ + e- ΔEº = 0,76 V

• Cálculo do potencial padrão da célula:

Delta E^{circ} = 0,76V -0,15V = 0,61V

E o número de elétrons envolvidos nessa reação é 2. 

Substituição dos valores na equação 1:

log K=Delta E^{circ}cdot frac{n}{0,059}

log K=0,61cdot frac{2}{0,059}

log K= 20,68

E, portanto:

K = 10^{20,68}

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