ITA 2014 — Questão 26

Água líquida neutra (pH = 7,0), inicialmente isenta de espécies químicas dissolvidas, é mantida em um recipiente de vidro aberto e em contato com a atmosfera ambiente sob temperatura constante. Admitindo-se que a pressão parcial do oxigênio atmosférico seja igual a 0,2 atm e sabendo-se que esse gás é solúvel em $\mathrm{H_2O}(\ell)$ e que o sistema está em equilíbrio à temperatura de 25 °C, pedem-se:

a) escrever a equação química balanceada da semirreação que representa o processo de redução de oxigênio gasoso em meio de água líquida neutra e aerada.

b) determinar o potencial de eletrodo ($\mathrm{V_{EPH}}$), à temperatura de 25 °C, da semirreação obtida no item (a), considerando as condições estabelecidas no enunciado desta questão.

c) determinar o valor numérico, expresso em $\mathrm{kJ \cdot mol^{-1}}$, da variação de energia livre de Gibbs padrão ($\Delta G^\circ$) da semirreação eletroquímica do item (a).

São dados:

$E^\circ_{\mathrm{O_2/OH^-}} = 0{,}401\ \mathrm{V_{EPH}} \qquad \mathrm{V_{EPH}} = \text{volt na escala padrão do hidrogênio}$

$\log = \ell n/2{,}303 \qquad 0{,}2 = 10^{(0{,}30-1)}$