Calcule a fem padrão de uma célula que usa as reações de semicélula Mg / Mg^2+ e Cu / Cu^2+ a 25 ^circ C. Escreva a equação da reação de célula que ocorre nas condições padrão.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a fem padrão de uma célula que usa as reações de semicélula Mg / Mg^2+ e Cu / Cu^2+ a 25,^circC. Para isso, vamos usar os potenciais padrão de redução dessas semicélulas e entender como elas se combinam numa célula eletroquímica.

Passo 2

Primeiro, precisamos saber os potenciais padrão de redução das duas semicélulas envolvidas. Esses valores estão geralmente listados em tabelas de eletroquímica. Vamos supor que:
  • Reação de redução do cobre:
    Cu^2+ + 2e^- Cu E^circ = +0,34,V
  • Reação de redução do magnésio:
    Mg^2+ + 2e^- Mg E^circ = -2,37,V

Passo 3

Agora, precisamos decidir qual das duas reações vai ser a que ocorre no cátodo (redução) e qual no ânodo (oxidação). Lembrando que na célula, o cátodo sempre tem o potencial de redução mais alto, e o ânodo o mais baixo.
Comparando os potenciais:
  • +0,34,V (Cu)
  • -2,37,V (Mg)
Então, o cobre vai ser o cátodo (reduz), e o magnésio será o ânodo (oxida).

Passo 4

Vamos escrever as duas meias-reações agora:
  • Cátodo (redução):
    Cu^2+ + 2e^- Cu E^circ = +0,34,V
  • Ânodo (oxidação):
    A reação de oxidação é o reverso da redução:
    Mg Mg^2+ + 2e^- E^circ = +2,37,V
Note que inverteu-se o sinal do potencial de redução para a reação de oxidação.

Passo 5

Para encontrar a fem padrão da célula ( E^circcélulaé), usamos a fórmula:
E^circcélula = E^circcátodo - E^circânodoéáâ
Substituindo os valores:
E^circcélula = (+0,34,V) - (-2,37,V) = +0,34,V + 2,37,V = +2,71,Vé

Passo 6

Agora, vamos escrever a equação da reação de célula completa, combinando as duas meias-reações:
Mg + Cu^2+ Mg^2+ + Cu

Resposta

A fem padrão da célula é +2,71,V e a equação da reação de célula é:
Mg + Cu^2+ Mg^2+ + Cu

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