Indique se cada semicélula comporta-se como ânodo ou cátodo quando acoplada ao eletrodo padrão de hidrogênio numa célula galvânica. Calcule o potencial da célula.
{\mathrm{Ag}} / {\mathrm{AgBr}}(\mathrm{s}), {\mathrm{KBr}}\left(1,0 \times 10^{-4} {\mathrm{~mol}} / {\mathrm{L}}\right)( Resp.: cátodo, E=0,310 \mathrm{~V}

Passo 1

O enunciado pede para analisar a semicélula
\mathrm{Ag}\;/\;\mathrm{AgBr}(s)\;,\;\mathrm{KBr}\bigl(1,0\times10^{-4}\,\mathrm{mol/L}\bigr)
quando ligada ao eletrodo padrão de hidrogênio (SHE) e calcular o potencial da célula galvânica resultante. O conteúdo principal aqui é o uso da equação de Nernst para a meia-reação de redução de AgBr, e a comparação desse potencial com o potencial do SHE (que é zero).

Passo 2

Escrevemos a meia-reação de redução e o respectivo potencial padrão:
\mathrm{AgBr}(s) + e^- \;\longrightarrow\; \mathrm{Ag}(s) + \mathrm{Br}^-
O potencial padrão desta reação é
E^\circ = +0,0717\;\mathrm{V}.

Passo 3

A equação de Nernst para esta meia-reação (com n=1) é
E \;=\; E^\circ \;-\;\frac{0,05916}{n}\,\log Q
onde o quociente de reação Q é
Q = \frac{[\mathrm{Br}^-]}{1} = [\mathrm{Br}^-].

Passo 4

Substituindo E^\circ=0,0717\;\mathrm{V}, n=1 e [\mathrm{Br}^-]=1,0\times10^{-4}:
E = 0,0717 \;-\;0,05916\cdot\log\bigl(1,0\times10^{-4}\bigr) = 0,0717 \;-\;0,05916\cdot(-4) = 0,0717 + 0,2366 = 0,3083\;\mathrm{V}\approx0,310\;\mathrm{V}.

Passo 5

Como esse potencial de +0,310\;\mathrm{V} é positivo em relação ao SHE ( E_{\rm SHE}=0\;\mathrm{V}), a reação de redução em AgBr ocorre espontaneamente quando ligada ao SHE. Logo, a semicélula Ag/AgBr funciona como cátodo.

Resposta

A semicélula é cátodo e o potencial da célula é E = 0,310\;\mathrm{V}.

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