- Para a formação de uma pilha, dois eletrodos, geralmente hastes metálicas, são mergulhados em soluções contendo seus respectivos íons. A diferença de potencial gerada por tal dispositivo pode ser mensurada a partir das semirreações de redução dos participantes do processo, juntamente com seus potenciais-padrão de redução, como no caso a seguir.
Calcule a diferença de potencial de uma pilha formada entre prata (Ag) e cádmio (Cd).
Passo 1
O enunciado dá as duas semirreações de redução:
e pede para calcular a diferença de potencial de uma pilha formada entre prata (Ag) e cádmio (Cd).
Informações relevantes fornecidas pelo enunciado:
Informações relevantes fornecidas pelo enunciado:
- As duas semirreações indicadas (forma de redução).
- Não foram fornecidos os potenciais-padrão numéricos no enunciado; será necessário usar os potenciais-padrão conhecidos das semirreações.
Passo 2
Vou usar os potenciais-padrão de redução (valores de tabela) para cada meia-reação. Estes são valores padrão geralmente usados em química eletroquímica:
(Isto significa que a redução de
é mais favorável que a redução de
.)
Passo 3
Determinar qual eletrodo será cátodo (redução) e qual será ânodo (oxidação). Regra prática: a meia-reação com maior potencial-padrão de redução ocorre como redução (cátodo).
- Como
é maior que , a prata ( ) será reduzida no cátodo. - Consequentemente, o cádmio será oxidado no ânodo; a oxidação é a inversa da redução dada:
Passo 4
Balancear elétrons ao somar as meias-reações para obter a reação global. A redução de prata envolve 1 elétron enquanto a oxidação do cádmio envolve 2 elétrons; multiplica-se a reação de prata por 2 para conservar carga:
meia-reações ajustadas:
meia-reações ajustadas:
Somando:
Observação importante: multiplicar uma meia-reação por um fator inteiro NÃO altera o potencial-padrão da meia-reação.
Passo 5
Fórmula para o potencial-padrão da pilha (diferença de potencial padrão):
onde:
-
é o potencial-padrão de redução da meia-reação que ocorre no cátodo; -
é o potencial-padrão de redução da meia-reação que ocorre no ânodo (note: usa-se sempre potenciais de redução nessa fórmula, por isso há o sinal de subtração).
Passo 6
Substituir os valores numéricos:
Calcular:
Passo 7
Arredondamento e interpretação prática. Em geral reporta-se o potencial de pilha com duas casas decimais:
Significado físico rápido: como
é positivo, a reação global escrita (redução de
e oxidação de
) é espontânea sob condições padrão.