Você pode encontrar a constante de equilíbrio (k) para uma reação usando potenciais de redução padrão (e °) aplicando as seguintes etapas:
1. Determine o potencial da célula padrão (célula e °): *
Identifique as meias reações: Divida a reação geral em sua oxidação e redução de meia reação.
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Procure os potenciais de redução padrão (e °): Encontre os potenciais de redução padrão para cada meia reação em uma tabela de potenciais de redução padrão. Lembre -se de que o potencial de redução padrão para a reação reversa é o negativo da reação direta.
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Calcule a célula E °: *
e ° Cell =E ° (redução) - E ° (oxidação) * Se você reverter uma meia reação para fazê-lo se encaixar na reação geral, lembre-se de alterar o sinal de seu valor E °.
2. Calcule a constante de equilíbrio (k): *
Use a equação de Nernst: Esta equação relaciona o potencial celular padrão (célula e °) à constante de equilíbrio (k) e temperatura (t):
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e ° célula =(rt/nf) * ln (k) * Onde:
* R é a constante de gás ideal (8,314 j/mol · k)
* T é a temperatura em Kelvin
* n é o número de moles de elétrons transferidos na reação equilibrada
* F é constante de Faraday (96.485 c/mol)
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Resolva para k: Reorganize a equação para resolver para k:
*
k =exp (nfe ° celular / rt) Exemplo: Digamos que você queira encontrar a constante de equilíbrio para a seguinte reação a 298 K:
zn (s) + cu²⁺ (aq) ⇌ Zn²⁺ (aq) + cu (s) *
Meias reações: * Oxidação:Zn (s) → Zn²⁺ (aq) + 2e⁻ (E ° =+0,76 V)
* Redução:Cu²⁺ (aq) + 2e⁻ → Cu (s) (E ° =+0,34 V)
*
e ° Célula: * E ° Cell =E ° (Redução) - E ° (oxidação) =+0,34 V - (+0,76 V) =-0,42 V
*
k: * K =exp (nfe ° célula / rt) =exp ((2 mol) (96485 c / mol) (-0,42 v) / (8,314 j / mol · k) (298 k))
* K ≈ 1,1 x 10⁻vio
Notas importantes: * Os potenciais de redução padrão geralmente são dados a 25 ° C (298 K). Se a temperatura estiver diferente, você precisará usar a equação de Nernst com a temperatura apropriada.
* A constante de equilíbrio será grande (k> 1) para reações com uma célula E ° positiva, indicando que os produtos são favorecidos em equilíbrio. Para reações com uma célula E ° negativa (k <1), os reagentes são favorecidos em equilíbrio.
* A constante de equilíbrio é independente das concentrações iniciais de reagentes e produtos. Depende apenas da temperatura e do potencial da célula padrão.
Lembre -se de sempre verificar suas unidades e garantir que os valores sejam consistentes com a equação usada.
