Tensão como uma propriedade intensiva

RKA9MB - Quando estamos trabalhando com potenciais padrão de redução ou oxidação, precisamos lembrar sempre que a voltagem é uma propriedade intensiva. E, ao final deste vídeo, você vai entender o que é essa propriedade intensiva. Vamos utilizar esta primeira semirreação aqui como um exemplo. É a redução do íon prata para o metal prata. Temos aqui: Ag⁺ mais 1 elétron nos dá Ag sólido, que é a prata. O potencial padrão de redução é de +0,80 volt. Vamos começar calculando a variação da energia livre para esta semirreação. Em vídeo anterior, nós vimos que, conhecendo o potencial padrão, nós podemos calcular a variação da energia livre (ΔGº). Então, para esta semirreação, começamos aqui com o "menos". Lembre-se de que o "n" é o número de mols de elétrons transferidos na nossa reação; e, neste caso, temos exatamente 1 mol de elétrons. Em seguida, "F" (que é a constante de Faraday): 96.500 coloumbs por mol, que é a carga de 1 mol de elétrons. E vamos multiplicar pelo potencial padrão que é 0,80. E lembre-se de que escrever volts é escrever joules por coulomb. E as unidades vão se cancelando (mols aqui com mols aqui; coulombs aqui com aqui) e a nossa resposta, então, vai ser dada em termos de joules. E o resultado vai ser: negativo... 96.500 vezes 0,80, aqui na calculadora, nos dá... 77.200 joules negativos (aqui). Vamos colocar como -77 quilojoules. Então, -77 quilojoules é a variação da energia livre nesta reação. São 77 quilojoules que acompanham a formação de 1 mol de prata. E se quisermos formar 2 mols de prata? Vamos multiplicar tudo na nossa semirreação por 2. Então, temos 2Ag⁺, que são 2 mols de íons prata, mais 2 mols de elétrons, e tem que nos dar 2 mols de prata sólida. Qual deve ser a variação da energia livre que acompanha a formação de 2 mols de prata sólida? Bem, se este é o valor da variação da energia para a formação de 1 mol de prata sólida, então, basta aqui multiplicar este número por 2, ok? Então, -77 quilojoules vezes 2 nos dá -154 quilojoules. Então, esta é a variação da energia livre que acompanha a formação de 2 mols de prata. Então, a energia livre é chamada de uma propriedade extensiva, ou seja, ela depende da quantidade de elementos com a qual nós estamos lidando aqui. Ou seja, se de 1 mol passamos a 2 mols de prata, a energia livre vai também ser multiplicada por 2; e ela varia de acordo com essas quantidades. Agora, o que dizer sobre o potencial, sobre a voltagem? Nós temos aqui a variação da energia livre padrão, e vamos usá-la novamente para obter o potencial. Vamos fazer com esta mesma equação novamente. Vamos colocar -154 aqui no lugar do ΔGº (mas vamos lembrar de escrever em joules, então, -154.000 joules) vai ser igual... vamos colocar aqui o sinal negativo... "n" é o número de mols de elétrons que foram transferidos na nossa reação, que neste caso vai ser 2... vamos multiplicá-los pela constante de Faraday, que é 96.500... e nós podemos resolver para obter o Ɛº. Vamos, então, aqui, -154.000 dividido por 2 negativos (claro!) e vamos dividir por 96.500, que é a constante de Faraday; e isso nos dá um potencial de 0,80. Temos aqui, então, uma voltagem, o potencial Ɛº, de 0,80 volt. E temos aqui: é o mesmo potencial para formar 2 mols de prata, ou simplesmente 1 mol de prata, que é o 0,80 volt. Vou, inclusive, destacar aqui: temos a mesma voltagem de 0,80 volt para qualquer quantidade de mols de prata que nós vamos formar seguindo esta semirreação. Isso é o que nos diz que a voltagem, ou o potencial padrão, é uma propriedade intensiva. Ela não se altera não importa a quantidade de prata que você quer formar, nem quantos mols de elétrons você está usando. Este valor não muda, é sempre o mesmo; o potencial padrão permanece o mesmo. E isso é extremamente importante de se lembrar quando você está resolvendo problemas envolvendo potenciais padrão de oxidação ou redução. Portanto, se você estiver com uma semirreação como esta e precisar multiplicá-la por 2 ou qualquer outro número, o potencial padrão não deve ser multiplicado, ele permanece o mesmo, porque o potencial padrão (a voltagem) é uma propriedade intensiva. E até o próximo vídeo!