Calcule o valor de E^circ para cada uma das reações a seguir. Decida se cada uma delas é produtofavorecida na direção em que foi escrita.
2 Cl^-(aq)+Cu^2+(aq) Cu(s)+Cl2(g)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o valor de $ E^{\circ} $ para a reação:
E^circ
Esse problema envolve conceitos de reações redox (ou oxirredução) e potencial padrão de eletrodo. Vamos precisar identificar as meias reações de oxidação e redução, buscar os valores de $ E^{\circ} $ dessas meias reações em tabelas de potenciais padrão e, finalmente, calcular o $ E^{\circ} $ da reação completa para ver se ela é favorável na direção escrita.

Passo 2

Primeiro, vamos separar a reação completa em duas meias reações: uma de oxidação e outra de redução.
Na reação dada:
2 Cl^- Cl2
Cu^2+ Cu
Aqui, os íons cloreto ($ \mathrm{Cl}^{-} Cl^- ã \mathrm{Cl}_{2} Cl2 í \mathrm{Cu}^{2+} Cu^2+ ãá \mathrm{Cu} $).

Passo 3

Agora, vamos escrever as meias reações balanceadas com elétrons:
Oxidação:
2 Cl^- Cl2 + 2 e^-
Redução:
Cu^2+ + 2 e^- Cu
Notamos que, para a oxidação dos íons cloreto, são necessários 2 elétrons, que serão fornecidos pela redução dos íons cobre.

Passo 4

Precisamos dos valores de $ E^{\circ} $ para cada meia reação. Esses valores estão disponíveis em tabelas de potenciais padrão de eletrodo. Vamos supor que temos os seguintes valores:
  • Redução de $ \mathrm{Cl}_{2} $ a $ \mathrm{Cl}^{-} $:
    E^circ
  • Redução de $ \mathrm{Cu}^{2+} $ a $ \mathrm{Cu} $:
    Cl2

Passo 5

Como estamos oxidando $ \mathrm{Cl}^{-} $, que é a inversa da meia reação de redução, o $ E^{\circ} $ da oxidação será o negativo do valor da redução:
Cl^- çã
Agora, para calcular o potencial padrão da célula ($ E^{\circ}_{célula} $), usamos a fórmula:
E^circ éáâ
Aqui, o cátodo é onde ocorre a redução ($ \mathrm{Cu}^{2+} E^circoxidação = -1,36 , V âéçã \mathrm{Cl}^{-} $).
Substituindo os valores:
E^circcélula é

Passo 6

Finalmente, como o $ E^{\circ}_{célula} $ é positivo (+1,70 V), isso significa que a reação é favorável na direção em que foi escrita. Em outras palavras, a reação tende a ocorrer espontaneamente formando cobre metálico e cloro gasoso.

Resposta

O valor de $ E^{\circ} $ para a reação é +1,70 V e a reação é favorável na direção em que foi escrita.

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