Encontre a tensão da pilha constituída das semipilhas descritas abaixo. Considere que a semipilha da direita contém uma solução 0,50 M de AgNO3(aq) e a semipilha da esquerda contém uma solução 0,010 M de Cd(NO3)2 (aq). Escreva a reação final da pilha, calcule o potencial da pilha e estabeleça se ela é espontânea.
Eletrodo da direita: 2 Ag^++2 e^- <=ftharpoons 2 Ag(s)
E+ ^0=0,7993 v
Eletrodo da esquerda: Cd^2++2 e^- <=ftarrows Cd(s)
E. ^0=-0,402 v
R- E= 1,242 V

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa descobrir a tensão de uma pilha que tem duas semipilhas diferentes: uma com solução de nitrato de prata ( AgNO3) a 0,50 M e outra com nitrato de cádmio ( Cd(NO3)2) a 0,010 M. Pra isso, vamos usar conceitos de eletroquímica, especialmente as potenciais de eletrodo padrão e como calcular o potencial da pilha. Vamos lá!

Passo 2

Primeiro, precisamos identificar qual semipilha vai ser o ânodo e qual vai ser o cátodo. O ânodo é onde acontece a oxidação (perda de elétrons) e o cátodo é onde ocorre a redução (ganho de elétrons). Olhando os potenciais padrão:
  • Prata (Ag): E^0 = +0,7993 V
  • Cádmio (Cd): E^0 = -0,402 V
Como o cátodo sempre tem um potencial maior, a semipilha de prata será o cátodo e a de cádmio será o ânodo.

Passo 3

Agora, vamos escrever as reações de cada semipilha com base nisso:
  • Cátodo (Redução): 2 Ag^+ + 2 e^- 2 Ag(s)
  • Ânodo (Oxidação): Cd(s) Cd^2+ + 2 e^-
A gente inverte a reação do ânodo para representar a oxidação.

Passo 4

Em seguida, vamos balancear a transferência de elétrons para combinar as duas semipilhas. Como ambas as reações envolvem 2 elétrons, não precisamos multiplicar nada. Somando as duas reações, temos:
Cd(s) + 2 Ag^+ Cd^2+ + 2 Ag(s)
Essa é a reação final da pilha.

Passo 5

Agora, vamos calcular o potencial da pilha ( Epilha). A fórmula é:
Epilha = Ecátodo - Eânodo áâ
Substituindo os valores:
Epilha = 0,7993, V - (-0,402, V) = 0,7993, V + 0,402, V = 1,2013, V

Passo 6

Por fim, vamos determinar se a reação é espontânea. Se o potencial da pilha for positivo, a reação é espontânea. No nosso caso, Epilha = +1,2013, V, que é positivo. Portanto, a reação ocorre de forma espontânea.

Resposta

A reação final da pilha é:
Cd(s) + 2 Ag^+ Cd^2+ + 2 Ag(s)
O potencial da pilha é 1,2013, V e a reação é espontânea.

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