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: a) Pt^2 Cl2(g)|HCl(aq)||K2 CrO4(aq)| Ag2 CrO4(s) mid Ag

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente precisa escrever a reação completa de uma pilha, identificar as meias-reações que ocorrem nos eletrodos, calcular o potencial-padrão da pilha e dizer se o processo é espontâneo ou não nas condições padrão. Para isso, vamos precisar usar conceitos de eletroquímica, especialmente sobre células eletroquímicas e potenciais de eletrodo padrão.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os componentes da pilha:
  • Eletrodo Anódico (onde ocorre a oxidação): Pt²Cl₂(g)
  • Solução Anódica: HCl(aq)
  • Solução Catódica: K₂CrO₄(aq)
  • Eletrodo Catódico: Ag₂CrO₄(s) | Ag

Passo 3

Vamos separar a pilha em duas meias-células: anodo e catodo.
Anodo (Oxidação):
A espécie Pt²Cl₂(g) pode liberar elétrons, sendo oxidada. A reação de oxidação será:
PtCl2 (g) Pt(s) + 2Cl^-(aq) + 2e^-
Catodo (Redução):
No catodo, o íon CrO₄²⁻ do K₂CrO₄(aq) será reduzido pela espécie Ag₂CrO₄(s) que atua como eletrodo.
A redução ocorre da seguinte forma:
CrO4^2- (aq) + 8H^+ (aq) + 3e^- Cr^3+ (aq) + 4H2O(l)

Passo 4

Agora, precisamos igualar o número de elétrons nas duas meias-reações para que eles se cancelem na reação global. Multiplicamos a reação de oxidação por 3 e a de redução por 2 para igualar os elétrons:
Anodo (Multiplicado por 3):
3PtCl2 (g) 3Pt(s) + 6Cl^-(aq) + 6e^-
Catodo (Multiplicado por 2):
2CrO4^2- (aq) + 16H^+ (aq) + 6e^- 2Cr^3+ (aq) + 8H2O(l)

Passo 5

Agora, somamos as duas meias-reações:
3PtCl2 (g) + 2CrO4^2- (aq) + 16H^+ (aq) 3Pt(s) + 6Cl^-(aq) + 2Cr^3+ (aq) + 8H2O(l)
Essa é a reação global da pilha.

Passo 6

Para calcular o potencial-padrão da pilha, usamos a diferença entre o potencial de redução do catodo e do anodo:
E^circpilha = E^circcatodo - E^circanodo
Consultando as tabelas de potenciais padrão:
  • Potencial de redução do CrO₄²⁻/Cr³⁺: $ E^\circ = +1,33 , V $
  • Potencial de redução do Pt²Cl₂/Pt: Geralmente o Pt em si não participa da reação de redução, mas considerando a reação especificada, vamos assumir $ E^\circ = +1,20 , V $ para este exemplo.
Então:
E^circ = +1,33 , V

Passo 7

Como o potencial-padrão da pilha é positivo ( +0,13 , V), isso indica que a reação é espontânea nas condições padrão.

Resposta

A reação global da pilha é:
3PtCl2 (g) + 2CrO4^2- (aq) + 16H^+ (aq) 3Pt(s) + 6Cl^-(aq) + 2Cr^3+ (aq) + 8H2O(l)
O potencial-padrão da pilha é $ +0,13 , V $, e o processo é espontâneo nas condições padrão.

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