Escreva a reação da pilha e as respectivas meias-reações, e calcule o potencial-padrão de cada uma das pilhas seguintes informando se o processo é espontâneo ou não sob condições padrões:
Passo 1
Primeiro, vamos resumir o que a questão está pedindo. Temos uma pilha eletroquímica com os seguintes componentes:
O conteúdo envolvido é Eletroquímica, especificamente células galvânicas. Vamos precisar saber como identificar as meias-reações de cada eletrodo, calcular os potenciais padrões e determinar se a reação é espontânea nas condições padrões.
Passo 2
Vamos identificar as duas meias-reações envolvidas na pilha. Olhando para os eletrodos:
- Eletrodo de Cloro:
- Eletrodo de Prata:
Passo 3
Agora, vamos escrever as meias-reações de redução para cada eletrodo usando os potenciais padrão de redução:
-
Cloro (Cl₂):
-
Prata (Ag⁺):
Passo 4
Determinar qual meia-reação ocorrerá no ânodo (oxidação) e no cátodo (redução). A reação com maior potencial de redução ocorrerá no cátodo.
Comparando os potenciais:
- Cl₂ tem +1,36 V
- Ag⁺ tem +0,80 V
Cl₂ tem um potencial de redução maior, então será o cátodo (redução). Portanto, a prata será oxidada no ânodo.
Passo 5
Escrever a meia-reação de oxidação para a prata:
Passo 6
Agora, balancear o número de elétrons nas duas meias-reações para que eles se cancelem na reação global.
A meia-reação do Cl₂ ganha 2 elétrons, enquanto a da Ag perde 1 elétron. Precisamos multiplicar a reação da prata por 2:
- Oxidação:
- Redução:
Passo 7
Somar as meias-reações balanceadas para obter a reação global da pilha:
Passo 8
Agora, calcular o potencial padrão da pilha (E°_celula) usando a fórmula:
Substituindo os valores:
Passo 9
Por fim, determinar se o processo é espontâneo. Se o E°_celula for positivo, a reação é espontânea nas condições padrões.
Como +0,56 V é positivo, a reação é espontânea.
Resposta
A reação global da pilha é:
As meias-reações são:
-
Oxidação (ânodo):
-
Redução (cátodo):
O potencial-padrão da pilha é
, indicando que o processo é espontâneo nas condições padrões.