Escreva a reação global da pilha e as respectivas meias-reações. Para cada célula, calcule o potencial-padrão e verifique se a reação ocorre de forma espontânea: Zn(s)|ZnSO4(aq)||AgNO3(aq)| Ag(s)

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente escrever a reação global de uma pilha formada por zinco e prata, detalhar as meias-reações de cada eletrodo, calcular o potencial-padrão de cada célula e verificar se a reação ocorre de forma espontânea. Para resolver isso, vamos precisar entender sobre células eletroquímicas, potenciais padrão de eletrodo e espontaneidade das reações.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os eletrodos envolvidos na pilha. Temos zinco (Zn) e prata (Ag) como metais ativos. Em uma célula eletroquímica, um metal será oxidado (perdendo elétrons) e o outro será reduzido (ganhando elétrons).

Passo 3

Vamos começar escrevendo as meias-reações para cada eletrodo.
No eletrodo de zinco (ânodo):
O zinco sólido se oxida, ou seja, perde elétrons.
Zn(s) Zn^2+(aq) + 2,e^-
No eletrodo de prata (cátodo):
Os íons prata recebem elétrons e se reduzem a prata sólida.
Ag^+(aq) + e^- Ag(s)

Passo 4

Agora, vamos combinar essas meias-reações para obter a reação global da pilha. Primeiro, igualamos o número de elétrons transferidos nas duas meias-reações:
Multiplicamos a meias-reação do cátodo por 2 para igualar os elétrons:
2,Ag^+(aq) + 2,e^- 2,Ag(s)
Agora, somamos as duas meias-reações:
Zn(s) + 2,Ag^+(aq) Zn^2+(aq) + 2,Ag(s)

Passo 5

Vamos calcular o potencial-padrão de cada eletrodo. Precisamos dos valores de Zn(s) Zn^2+(aq) + 2,e^- E^circ = -0,76,V para cada meia-reação.
  • Para o ânodo (Zn):
Ag^+(aq) + e^- Ag(s) E^circ = +0,80,V
  • Para o cátodo (Ag):

Passo 6

O potencial-padrão da célula ( E^circcélula = E^circcátodo - E^circânodo = 0,80,V - (-0,76,V) = 1,56,V é) é dado pela diferença entre o potencial do cátodo e o potencial do ânodo:
éáâ

Passo 7

Agora, para verificar se a reação ocorre de forma espontânea, observamos o é. Se for positivo, a reação é espontânea.
Como é, que é positivo, a reação ocorre de forma espontânea.

Resposta

A reação global da pilha é:
Zn(s) + 2,Ag^+(aq) Zn^2+(aq) + 2,Ag(s)
As meias-reações são:
Zn(s) Zn^2+(aq) + 2,e^-
2,Ag^+(aq) + 2,e^- 2,Ag(s)
O potencial-padrão da célula é , indicando que a reação ocorre de forma espontânea.

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