De acordo com a célula abaixo, responda:
4 A g(s)+O2(g)+4 H(a q)^+ <=ftharpoons H2 O(l)+4 A g(a q)^+
a) Qual o potencial padrão da célula?
b) Qual a energia livre de Gibbs da célula?
c) É uma célula eletroquímica espontânea ou não espontânea?

Passo 1

O enunciado dá a reação global
4,Ag(s)+O2,(g)+4,H^+(aq)<=ftharpoons 2,H2O(l)+4,Ag^+(aq)
e pede: (a) o potencial padrão da célula E^circrm cel, (b) a energia livre de Gibbs padrão De<a G^circ e (c) se a célula é espontânea. Vamos usar potenciais padrão de redução e a relação De<a G^circ=-nFE^circrm cel.

Passo 2

Identificamos as semi-reações de redução e seus potenciais padrão:
Ag^+ + e^- longrightarrow Ag(s), E^circrm red=+0,7996 V
O2 +4,H^+ +4e^- longrightarrow 2,H2O, E^circrm red=+1,229 V
Na célula, o oxigênio é reduzido (cátodo) e a prata se oxida (ânodo, revertendo a semi-reação).

Passo 3

O potencial padrão da célula é
E^circrm cel =E^circrm cátodo-E^circrm ânodo =1,229 V-0,7996 V =0,4294 V áâ

Passo 4

A energia livre de Gibbs padrão vem de
De<a G^circ=-n,F,E^circrm cel,
com n=4 (elétrons trocados) e F=96485 C/mol:
De<a G^circ =-4cdot 96485Cmolcdot 0,4294 V approx -1,66times 10^5 J/mol approx -166 kJ/mol

Passo 5

Como E^circrm cel>0 e De<a G^circ<0, a célula é espontânea nas condições-padrão.

Resposta

a) E^circrm cel=+0,4294 V
b) De<a G^circapprox -1,66times10^5 J/molapprox -166 kJ/mol
c) A célula é espontânea.

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