Escreva a reação global da pilha e as respectivas meias-reações. Para cada célula, calcule o potencial-padrão e verifique se a reação ocorre de forma espontânea:
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me passou um exercício de células eletroquímicas onde precisamos:
Escrever a reação global da pilha.
Escrever as meias-reações.
Calcular o potencial-padrão de cada célula.
Verificar se a reação acontece de forma espontânea.
Para resolver isso, vamos precisar entender como funcionam as células galvânicas, identificar os agentes oxidantes e redutores, e usar a tabela de potenciais padrão de redução. Vamos nessa!
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as duas semicíclílias da célula. A célula que você forneceu é:
Ions manganês II (Mn^2+(aq)) e íons hidrogênio (H^+(aq))
Vamos agora escrever as meias-reações de cada eletrodo.
Passo 3
Meia-reação de redução no eletrodo de manganês:
Primeiro, precisamos saber o que está sendo reduzido e oxidado. No eletrodo de manganês, o MnO2 está agindo como agente oxidante e será reduzido.
A meia-reação de redução para o MnO2 é:
MnO2(s) + 4,H^+(aq) + 2,e^- Mn^2+(aq) + 2,H2O(l)
Meia-reação de oxidação no eletrodo de cobre:
No eletrodo de cobre, o Cu(s) está sendo oxidado para Cu^2+(aq).
A meia-reação de oxidação é:
Cu(s) Cu^2+(aq) + 2,e^-
Passo 4
Agora, vamos montar a reação global da célula, somando as duas meias-reações. Como as duas meias-reações já estão balanceadas em elétrons, podemos somá-las diretamente:
Por último, vamos verificar se a reação ocorre de forma espontânea. Em células galvânicas, se o potencial-padrão da célula (E^circcélulaé) for positivo, a reação é espontânea.
No nosso caso:
E^circcélula = +1,57,V é
Como é positivo, a reação ocorre de forma espontânea.