Com base nos seguintes potenciais-padrão:
Mg^2++2 e Mg^0 E^0=-2,37 V
Ni^2++2 e Ni^0 E^0=-0,25 V
Fe^3++1 e Fe^2+ E^0=+0,77 V
Cu^2++2 e Cu^0 E^0=+0.34 V
c-) Calcule a ddp da pilha constituída por eletrodos de cobre e magnésio.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício que pede para calcular a diferença de potencial (ddp) de uma pilha feita com eletrodos de cobre (Cu) e magnésio (Mg). Para isso, vamos usar os potenciais-padrão que foram fornecidos. Precisamos entender como as reações de oxidação e redução funcionam numa pilha eletroquímica para encontrar a ddp.

Passo 2

Primeiro, identifique os potenciais-padrão (E⁰) das semi-reações envolvidas. Temos quatro reações dadas:
Como estamos lidando com uma pilha de cobre e magnésio, vamos focar nas reações do Mg e do Cu.

Passo 3

Em uma pilha eletroquímica, o metal com maior potencial de redução vai ganhar elétrons (será o cátodo), e o metal com menor potencial de redução vai perder elétrons (será o ânodo).
Comparando os E⁰:
  • Magnésio: -2,37 V
  • Cobre: +0,34 V
Como o magnésio tem um potencial muito mais negativo, ele será oxidado (perde elétrons), e o cobre será reduzido (ganha elétrons).

Passo 4

Escreva as meio-reações para o ânodo e o cátodo.
Ânodo (oxidação):
(Note que invertemos a reação original para representar a oxidação e mudamos o sinal do E⁰.)
Cátodo (redução):

Passo 5

Para encontrar a ddp da pilha, subtraímos o potencial do ânodo pelo potencial do cátodo:
ddp = E^circcátodo - E^circânodo áâ
Substituindo os valores:
ddp = (+0,34 , V) - (+2,37 , V) = -2,03 , V

Passo 6

Um valor de ddp negativo indica que a reação não é espontânea na direção considerada. Isso significa que a pilha como descrita (Mg | Cu) não funcionará espontaneamente. Para que a pilha funcione, precisamos inverter os eletrodos:
Novas meio-reações:
Ânodo (oxidação):
ddp = (-2,37 , V) - (-0,34 , V) = -2,03 , V
Cátodo (redução):
Agora, calculando a ddp:
Ainda dá negativo, o que confirma que essa combinação não é viável para uma pilha espontânea.

Resposta

A diferença de potencial (ddp) da pilha constituída por eletrodos de cobre e magnésio é de -2,03 V, indicando que essa pilha não é espontânea na direção considerada.

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