Identifique qual o agente oxidante e o agente redutor em cada uma das reações abaixo e calcule o potencial da célula composta por estes metais na solução de seu respectivo íon metálico:
\mathrm{Cu}^{2+}\left(\mathrm{E}^{0}+0,34 \mathrm{~V}\right) e \mathrm{Zn}^{2+}\left(\mathrm{E}^{0}-0,76 \mathrm{~V}\right)

Passo 1

O enunciado pede para, no sistema formado pelos pares \mathrm{Cu}^{2+}/\mathrm{Cu} com E^\circ = +0,34\,\mathrm{V} e \mathrm{Zn}^{2+}/\mathrm{Zn} com E^\circ = -0,76\,\mathrm{V}, identificarmos o agente oxidante e o agente redutor e, em seguida, calcularmos o potencial padrão da célula eletroquímica formada. O conteúdo aqui é eletroquímica de pilhas, usando potenciais padrão de redução e a relação para potencial de célula.

Passo 2

Listamos as duas semi-reações de redução padronizadas:
\mathrm{Cu}^{2+} + 2\,\mathrm{e}^- \longrightarrow \mathrm{Cu}\quad E^\circ_\text{red}=+0,34\,\mathrm{V}
\mathrm{Zn}^{2+} + 2\,\mathrm{e}^- \longrightarrow \mathrm{Zn}\quad E^\circ_\text{red}=-0,76\,\mathrm{V}
O par que possui o maior E^\circ_\text{red} é o que ocorre como redução (cátodo). Assim, o cátodo é \mathrm{Cu}^{2+}/\mathrm{Cu} e o ânodo é \mathrm{Zn}/\mathrm{Zn}^{2+}.

Passo 3

Escrevemos a semi-reação de oxidação no ânodo invertendo a de redução do zinco:
\mathrm{Zn} \longrightarrow \mathrm{Zn}^{2+} + 2\,\mathrm{e}^-\quad E^\circ_\text{ox}=+0,76\,\mathrm{V}
A reação global da célula torna-se:
\mathrm{Zn} + \mathrm{Cu}^{2+} \longrightarrow \mathrm{Zn}^{2+} + \mathrm{Cu}

Passo 4

O potencial padrão da célula é dado por
E^\circ_\text{cel} = E^\circ_\text{red (cátodo)} + E^\circ_\text{ox (ânodo)}áâ
Substituindo:
E^\circ_\text{cel} = +0,34\,\mathrm{V} + (+0,76\,\mathrm{V}) = +1,10\,\mathrm{V}

Passo 5

Na reação global, quem é reduzido é \mathrm{Cu}^{2+}, logo ele é o agente oxidante (aceita elétrons). Quem é oxidado é o zinco metálico \mathrm{Zn}, logo ele é o agente redutor (fornece elétrons).

Resposta

Agente oxidante: \mathrm{Cu}^{2+}
Agente redutor: \mathrm{Zn}
Potencial padrão da célula: E^\circ_\text{cel}=+1,10\,\mathrm{V}

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