- Calcule a diferença de potencial (
) para a reação
, utilizando os potenciais padrão:
e
.
Passo 1
O enunciado pede o potencial padrão da pilha para a reação
As informações dadas (potenciais padrão de redução) são:
A pergunta é: calcule
(ou seja, o potencial padrão da célula) para essa reação.
Passo 2
Conceito básico necessário: os valores fornecidos são potenciais padrão de redução. Cada meia-reação tem formato “redução” e um
. Para formar a pilha precisamos saber qual espécie é reduzida (cátodo) e qual é oxidada (ânodo) na reação global. O potencial da pilha padrão é dado por
Explicando as variáveis:
é o potencial de redução da meia-reação que ocorre como redução (ganho de elétrons) no cátodo;
é o potencial de redução da meia-reação que, na pilha, ocorre como oxidação (perda de elétrons) — note que se a meia-reação do ânodo for escrita como redução, usa-se seu
na fórmula com sinal negativo (por isso a subtração).
Passo 3
Identificar cátodo e ânodo olhando os potenciais de redução: a meia-reação com maior
é mais favorável como redução (ela tende a ganhar elétrons). Temos:
Como
, o cobre(II) será reduzido (cátodo) e o zinco será oxidado (ânodo). Escrevendo as meias-reações como reduções (formas dadas):
Passo 4
Na pilha a meia-reação do zinco ocorre como oxidação. Ao inverter uma meia-reação (passar de redução para oxidação) o valor do potencial muda de sinal. Assim o potencial de oxidação do zinco é
Observação importante (que sempre confunde): mesmo que a reação seja invertida, não se multiplica o potencial quando se multiplica a equação por algum coeficiente — potenciais não se escalam com estequiometria.
Passo 5
Verificação de elétrons: ambas as meias-reações envolvem
elétrons, então não é necessário ajustar coeficientes entre elas. Isso confirma que podemos somar diretamente as contribuições de potencial (ou usar a fórmula de diferença) sem alterar nada.
Passo 6
Calcular o potencial padrão da pilha. Usando a fórmula
onde
e
(valor de redução do zinco), temos
(ou, equivalente, somando
.)
Passo 7
Interpretação rápida: como
(positivo), a reação escrita é espontânea em condições-padrão. Boa notícia para a pilha — ela entrega energia elétrica!