Uma pilha foi preparada pela imersão de um fio de cobre e de um eletrodo saturado de calomelano em uma solução 0,10 mol L^-1 de CuSO4. O fio de Cu foi ligado ao terminal positivo de um potenciômetro, e o eletrodo de calomelano foi ligado ao terminal negativo.
Calcule o potencial da pilha.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma pilha feita com um fio de cobre e um eletrodo de calomelano em uma solução de CuSO4 com concentração de 0,10 , mol cdot L^-1. A gente precisa calcular o potencial dessa pilha. Para isso, vamos usar conceitos de eletroquímica, especificamente sobre potenciais padrão de eletrodos e como calcular o potencial da pilha usando esses valores.

Passo 2

Primeiro, precisamos identificar as duas semi-reações que ocorrem na pilha: a de redução e a de oxidação. Cada eletrodo tem um potencial padrão de eletrodo ( E^circ), que nos ajuda a determinar a direção da reação espontânea.

Passo 3

Vamos considerar os potenciais padrão de eletrodo para o cobre e para o eletrodo de calomelano. Geralmente, o potencial padrão para a semirreação do cobre é:
Cu^2+ + 2 e^- Cu E^circ = +0,34 , V
E para o eletrodo de calomelano saturado, o potencial padrão é:
Hg2Cl2 + 2 e^- 2 Hg + 2 Cl^- E^circ = +0,24 , V

Passo 4

Agora, vamos identificar qual eletrodo vai ser o ânodo (onde ocorre a oxidação) e qual será o cátodo (onde ocorre a redução). O eletrodo com o potencial mais alto tende a ser o cátodo. Nesse caso, o cobre tem um potencial de +0,34 V e o calomelano +0,24 V. Então, o cobre será o cátodo e o calomelano será o ânodo.

Passo 5

Escrevemos as duas semi-reações:
  • Cátodo (redução):
Cu^2+ + 2 e^- Cu E^circcátodo = +0,34 , V á
  • Ânodo (oxidação):
2 Hg + 2 Cl^- Hg2Cl2 + 2 e^- E^circânodo = -0,24 , V â
Note que invertemos a reação do ânodo e o sinal do potencial.

Passo 6

Para encontrar o potencial da pilha ( Epilha), subtraímos o potencial do ânodo do potencial do cátodo:
Epilha = E^circcátodo - E^circânodo áâ
Substituindo os valores:
Epilha = +0,34 , V - (-0,24 , V) = +0,34 , V + 0,24 , V = +0,58 , V

Resposta

O potencial da pilha é de +0,58 , V.

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