Considerando as semirreações de redução abaixo, que compõem um pilha alcalina, responda o que se pede:
2 MnO2+H2 O+2 e^- <=ftharpoons Mn2 O3+2 OH^- E red ^0=+0,74 V ZnO+H2 O+2 e^- <=ftharpoons Zn+2 OH^- E red ^0=-0,76 V
Qual a ddp da pilha?

Passo 1

Beleza, a questão manda duas semirreações de redução e pede a ddp (diferença de potencial, ou força eletromotriz) de uma pilha alcalina montada com elas.
Conteúdo: eletroquímica de pilhas, potencial padrão de redução e como calcular a ddp de uma célula galvânica.
O que vamos precisar:
  1. Identificar qual reação é redução (cátodo) e qual vai se inverter para virar oxidação (ânodo).
  2. Trocar o sinal do potencial de redução do ânodo para obter seu potencial de oxidação.
  3. Somar os potenciais padrão apropriados para achar a ddp:$$E_{cel} = E_{red (cátodo)} + E_{ox (ânodo)}\quadou\quadE_{cel} = E_{red (cátodo)} - E_{red (ânodo)},. $$

Passo 2

Identificar os eletrodos:
  • A reação com potencial mais positivo é a que vai ocorrer como redução (cátodo).
    Aqui, E^circred(MnO2)=+0,74 V é maior que -0,76 V,
    então no cátodo acontece:
    2,MnO2+H2O+2e^-longrightarrow Mn2O3+2,OH^-
  • A outra semirreação vira oxidação no ânodo, invertendo o sentido:
    Zn+2,OH^-longrightarrow ZnO+H2O+2e^-

Passo 3

Calcular o potencial de oxidação do ânodo. Basta trocar o sinal do potencial de redução dado:
$$E^\circ_{ox}(\mathrm{Zn}) = -,E^\circ_{red}(\mathrm{ZnO}/\mathrm{Zn})
= -(-0{,}76\ \mathrm V) = +0{,}76\ \mathrm V.$$

Passo 4

Agora somamos os potenciais do cátodo e do ânodo para ter a ddp da célula:
$$E_{cel} = E^\circ_{red (cátodo)} + E^\circ_{ox (ânodo)}
= +0{,}74\ \mathrm V + 0{,}76\ \mathrm V = +1{,}50\ \mathrm V.$$

Resposta

A diferença de potencial padrão da pilha é 1,50 V.

Exercícios relacionados