Físico-Química ⇒ Espontaneidade de uma bateria Tópico resolvido

[albeistein]

Na tabela a seguir são apresentadas algumas baterias comerciais e suas reações.

TABELA.png (73.03 KiB) Exibido 2806 vezes

Considerando que as baterias apresentadas estão nas condições-padrão, qual delas tem maior espontaneidade?

Resposta

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Alternativa B.

[Ósmio]

Olá albeistein,

A bateria mais espontânea é aquela que possui uma maior variação de energia livre de Gibbs negativa, dada pela equação:

[tex3]\Delta G°=-nFE°[/tex3]

Perceba que a energia é diretamente proporcional ao número de elétrons transferidos (n) e o potencial:

Agora, vamos calcular cada caso, dado F=96500C/mol:

a)[tex3]\Delta G°=-2*96500*1,5V=-289500J[/tex3]

b)-386000J

c)-212300J

d)-308800J

Logo, a mais espontânea é a pilha B.

Espero ter ajudado

[albeistein]

De onde você tirou essa fórmula/esse tema?
Pesquisei sobre Energia livre de Gibbs, tudo que aparece é no âmbito da Física.

Energia livre de Gibbs.png (56.58 KiB) Exibido 2792 vezes

[Ósmio]

albeistein,

Existem vários jeitos de calcular. Esse é só mais um deles:

https://www.youtube.com/watch?v=ltAnG1vlsZE

[albeistein]

Entendi.
P finalizar, me explica a questão das unidades. Vamos pegar o 1º exemplo.
Como que a multiplicação da primeira alternativa resultou um nº com unidade Joule?

[Ósmio]

albeistein,

[tex3]\Delta G=-nFE [/tex3]

n -> número de mols de elétrons
F-> [tex3]\frac{Coulombs}{mol (elétrons)}[/tex3]
E-> Volts ([tex3]\frac{P(watts)}{i(A)}[/tex3])
A-> [tex3]\frac{C}{t(s)}[/tex3]

Assim, temos:

[tex3](n×\frac{C}{n}×\frac{\frac{J}{t(s)}}{\frac{C}{t(s)}})[/tex3]

Ficamos no final com apenas J, ou seja, joules.

Se quisermos determinar a energia liberada para cada mol de uma determinada espécie, basta dividir o resultado pelo coeficiente estquiométrico da espécie achando a unidade J/mol.

[albeistein]

alcalina.png (4.62 KiB) Exibido 2777 vezes

E nesse caso ai, amigo?

[Ósmio]

albeistein,

Nesse caso ele dividiu está a energia liberada para cada mol de Zn que reagiu por exemplo, por isso o /mol.

[albeistein]

Entendi.
O k = 10^-3 aparece por que ele considerou a potência em kJ/s?