Ano 2021#eletroquimica#celulas-eletroquimicas#entropia

Sobre o tema

A entropia padrão de reação pode ser determinada a partir da variação do potencial de uma célula eletroquímica com a temperatura, utilizando a relação termodinâmica ΔS = nF (∂E/∂T)_P. Essa abordagem é válida quando as variações de entalpia e entropia são pequenas em um intervalo de temperatura restrito. No contexto de células a combustível ou eletroquímicas, o cálculo da entropia auxilia na compreensão da espontaneidade e da eficiência energética. Aplicando a derivada aproximada a partir de potenciais medidos em duas temperaturas, obtém-se o valor da entropia padrão da reação.

Tópicos relacionados

Variação do potencial com temperatura
Cálculo de entropia a partir de EMF
Relação de Gibbs-Helmholtz em eletroquímica
Células eletroquímicas e termodinâmica

Enunciado

Considere a celula eletroquimica abaixo:
Pt(s)|H2(g)|HCl(aq)||Hg2Cl2(s)|Hg(l)
Admita, ainda, a reacao a seguir: Hg2Cl2(s) + H2(g) -> 2Hg(l) + 2HCl(aq)
O potencial-padrao da celula acima a 294,5 K e +0,2678 V e a 302,5 K e +0,2638 V. Considere que tanto a entalpia, quanto a entropia de reacao mudam muito pouco para variacoes de temperatura nao muito amplas. A constante de Faraday e 96500 C.mol^-1. A entropia-padrao da reacao acima, a 298,15 K, em J.(K.mol)^-1, sera aproximadamente:

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Perguntas frequentes

Como calcular a entropia padrão de uma reação a partir do potencial de célula?

Utiliza-se a equação ΔS° = nF (∂E°/∂T)_P, onde n é o número de elétrons transferidos, F é a constante de Faraday e ∂E°/∂T é o coeficiente de temperatura do potencial padrão. A derivada pode ser aproximada por diferenças finitas em um pequeno intervalo de temperatura.

Por que o potencial de uma célula varia com a temperatura?

A variação está relacionada com a entropia da reação segundo a equação de Gibbs-Helmholtz: (∂E/∂T)_P = ΔS/(nF). Reações com variação de entropia negativa apresentam potencial decrescente com o aumento da temperatura.

Qual a importância da entropia em células eletroquímicas?

A entropia influencia a espontaneidade e a eficiência máxima da célula. A variação de energia livre de Gibbs combina entalpia e entropia para determinar o potencial teórico e a reversibilidade do processo.