Calcule ∆G0 para la reducción de los óxidos del Fe y Cu con carbón a 700 K representados por las ecuaciones: (a) 2Fe2O3(s) + 3C(grafito) → 4Fe(s) +...

1. La energía libre estándar de reacción (∆G°) se puede calcular utilizando la siguiente ecuación:

∆G° = -nFE

donde:

• n es el número de moles de electrones transferidos en la reacción
• F es la constante de Faraday (96,485 C/mol)
• E es el potencial estándar de la reacción

El potencial estándar de la reacción se puede calcular utilizando la siguiente ecuación:

E° = E° catódico - E° anódico

donde:

• E° catódico es el potencial estándar del electrodo catódico
• E° anódico es el potencial estándar del electrodo anódico

Los potenciales estándar de reducción de los iones Fe2+ y Cu2+ son +0,77 V y +0,34 V, respectivamente. El potencial estándar de oxidación del carbono es -0,126 V.

Por lo tanto, los potenciales estándar de las reacciones son:

(a) 2Fe2O3(s) + 3C(grafito) → 4Fe(s) + 3CO2(g)

E° = (4 * +0,77 V) - (3 * -0,126 V) = +2,21 V

(b) 2CuO(s) + C(grafito) → 2Cu(s) + CO2(g)

E° = (2 * +0,34 V) - (-0,126 V) = +0,70 V

Como se puede observar, el potencial estándar de la reacción (a) es mayor que el potencial estándar de la reacción (b). Esto significa que la reacción (a) es más espontánea que la reacción (b). Por lo tanto, el óxido de hierro (III) se puede reducir usando carbón en un fuego de madera, suponiendo condiciones de estado normales.