Para cada uma das reações, dê o potencial padrão e indique se no sentido apresentado ela é espontânea ou não.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para determinar o potencial padrão de uma reação química e dizer se ela é espontânea ou não no sentido apresentado. O conteúdo está relacionado à Eletroquímica, especificamente aos potenciais padrão de eletrodo e à espontaneidade das reações. Para resolver, vamos precisar conhecer os potenciais padrão dos eletrodos envolvidos e entender como calcular o potencial total da reação.
Passo 2
Primeiro, vamos recordar o que é potencial padrão de eletrodo (E°). É a medida da tendência de uma espécie química ganhar elétrons (ser reduzida) sob condições padrão (1 atm, 25°C, 1 M de concentração). Valores positivos de E° indicam que a reação de redução é mais favorável, enquanto valores negativos indicam o contrário.
Passo 3
Vamos identificar os semi-reações envolvidas na reação completa:
- Redução: $ Zn^{2+} + 2e^- \rightarrow Zn(s) $
- Oxidação: $ 2Ag(s) \rightarrow 2Ag^{+}(aq) + 2e^- $
Passo 4
Agora, precisamos dos valores dos potenciais padrão de cada semi-reação. Consultando a tabela de potenciais padrão:
-
Para o Zinco:
$ Zn^{2+} + 2e^- \rightarrow Zn(s) \quad E° = -0,76 , V $ -
Para a Prata:
$ Ag^{+}(aq) + e^- \rightarrow Ag(s) \quad E° = +0,80 , V $
Passo 5
Como queremos a semi-reação de oxidação da prata, invertendo a equação da redução:
$ 2Ag(s) \rightarrow 2Ag^{+}(aq) + 2e^- \quad E° = -0,80 , V $
Passo 6
Agora, vamos calcular o potencial padrão da célula (E°_célula) usando a fórmula:
Aqui, o cátodo é onde ocorre a redução (Zn^{2+} neste caso) e o ânodo é onde ocorre a oxidação (Ag).
Passo 7
Interpretando o resultado:
- Se E°_célula for positivo, a reação é espontânea no sentido direcionado.
- Se for negativo, a reação não é espontânea nesse sentido.
No nosso caso, $ E°_célula = +0,04 , V $, que é positivo.
Resposta
O potencial padrão da reação é +0,04 V, indicando que a reação é espontânea no sentido apresentado.