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Biblioteca de Química
Curso: Biblioteca de Química > Unidade 16
Lição 4: Eletroquímica, termodinâmica e equilíbrioPotencial padrão da célula e constante de equilíbrio
Encontrando a relação entre o potencial padrão da célula e a constante de equilíbrio K. Versão original criada por Jay.
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3:22, foi mostrado que se multiplicarmos 0,0257 V por Ln 10 é igual a 0,0592 V e a equação pode ser escrita com o log de base 10 ao invés de Ln. Por que disso? A multiplicação não deveria afetar os valores de Ɛ e Ɛº, para a igualdade não ser alterada.(1 voto)
Existe uma propriedade de logaritmos (sua pergunta foi feita a 10 meses, entao talvez voce ja saiba disso) mas ela associa um logaritmo a outro como:
log K = ln K/ln 10
(Nesse exemplo usei os logaritmos de base 10 e de base "e", porem é valido para converter logaritmos de qualquer base para outra base)
e entao qnd ele faz
Ɛº = (0,0257/n)*ln K... se tornar => Ɛº = (0,0592/n)*log K
ele multiplica 0,0257 por ln 10 e divide por ln 10 (Isso mantem a expressao equivalente)
entao voce tem: Ɛº = (0,0592/n)*(ln K/ln 10) = (0,0592/n)*(log K)
(lembrando que 0,0257*ln 10 = 0,0592 e que ln K/ln 10 = log K)(2 votos)
3:22Transcrição de vídeo
RKA9MB - Nós já vimos a equação à esquerda que relaciona a variação da energia livre (ΔGº) ao potencial padrão da pilha (Ɛº). A equação à direita é da termodinâmica, e ela relaciona a variação na energia livre ΔGº com a constante de equilíbrio "K". Nós podemos igualar as duas, e assim relacionar o potencial padrão da pilha com a constante de equilíbrio. Já que as duas são iguais ao ΔGº, podemos dizer que isto é igual a isto. Então, nós temos "-nfƐº = -RTlnK". Agora, vamos resolver para isolar Ɛº, o potencial padrão da pilha. Para isso, então, vamos dividir os dois lados por "-nF"; vamos ter Ɛº igual a positivo "RT" sobre "nF", tudo isso vezes o logaritmo natural de "K", a nossa constante de equilíbrio da reação. Agora vamos verificar o que este pedaço aqui nos dá. Então, se estamos a 25 graus Celsius, que é a nossa temperatura das condições normais, precisamos convertê-la para Kelvin; vamos, portanto, adicionar "273,15", obtendo "298,15" Kelvin. "r" é a constante do gás, e o "r" é igual a "8,314" joules por mol Kelvin; que vai ser multiplicado pela nossa temperatura de "298,15" Kelvin, e tudo isso sobre "F", que é a constante de Faraday. E a constante "F" vale 96.500 coloumbs por mol, que é a carga de 1 mol de elétrons. Isso nos dá "RT" sobre "F", e vamos usar uma calculadora para obter este valor. Aqui, "(8,314)‧(298,15)", e o resultado vamos dividir pela constante de Faraday que é 96.500. E o resultado é "0,0257" (estamos arredondando este valor). Vou colocar aqui "0,0257". E quais vão ser as unidades aqui?
Bem, Kelvin cancela aqui. E o que mais?
Aqui, mol cancela aqui. E isso nos dá joules por coulomb.
E joules por coloumb você sabe que é volt. Podemos, então, colocar esse valor obtido nesta nossa equação aqui acima, e vamos ter Ɛº igual a "0,0257" volt sobre "n" (sendo que "n" é o número de mols de elétrons que são transferidos na nossa equação de redução e oxidação) vezes o logaritmo natural de "K". Então, esta aqui é uma forma da equação que relaciona Ɛº, que é o potencial padrão da pilha, com "K", a constante de equilíbrio da reação. Podemos, ainda, escrevê-la de uma maneira diferente. Vamos ver aqui o que poderíamos fazer. Vamos tomar o "0,0257" e multiplicá-lo pelo logaritmo natural de 10. Vou pegar a calculadora. "0,0257" vezes o logaritmo natural de 10 vai nos dar "0,0592" (vamos arredondar também aqui na quarta casa). Então, este resultado é "0,0592". E a razão pela qual eu estou fazendo isto é para escrever a equação usando apenas o logaritmo, ou seja, ao invés de o logaritmo natural que temos ali acima, usar o logaritmo na base 10. Vamos reescrever, então. Temos aqui Ɛº, que é o potencial padrão da pilha, igual... agora, nós teremos "0,0592" volt sobre "n", o número de mols de elétrons transferidos na nossa equação redox... e isso tudo vezes o logaritmo de "K". Veja que não estamos mais com o logaritmo natural, estamos falando aqui do logaritmo na base 10. Então, nesta nova forma desta equação, tome cuidado no cálculo, porque estamos tratando do logaritmo na base 10. Então, esta é uma nova forma da nossa equação que relaciona o potencial padrão da pilha Ɛº com a constante de equilíbrio da reação "K". Até o próximo vídeo!