As pilhas, em seu formato atual, são sucessoras da célula de Leclanché, que apresenta como principio de funcionamento ter como anodo um cilindro externo de zinco metálico, separado dos demais componentes e soluçōes da pilha por um meio poroso. O catodo é o eletrodo central de grafite, coberto por uma camada de dióxido de manganês, carvão em pó e uma pasta úmida contendo cloreto de amônio e cloreto de zinco. Considerando que o potencial padrão de redução do grafite é de (+0,65 \mathrm{~V}) e o do Zinco é de (-0,76 \mathrm{~V}), qual o potencial padräo que esta pilha vai gerar?
( (A) (D) (E^{\circ}=+1,41 \mathrm{~V}
  • (B \quad E^{\circ}=-0,11 \mathrm{~V}
    ( (C) (D) (E^{\circ}=+0,65 \mathrm{~V}
O (D(D) E^{\circ}=-0,76 \mathrm{~V}

Passo 1

O enunciado descreve uma pilha de Leclanché em que o cátodo é o eletrodo de grafite (com dióxido de manganês) e o ânodo é o cilindro de zinco. Queremos encontrar o potencial padrão da pilha, usando conceitos de eletroquímica. Para isso, vamos precisar dos potenciais padrão de redução das semirreações envolvidas e da fórmula
E^\circ_{\text{pilha}} = E^\circ_{\text{red}}(\text{cátodo}) \;-\; E^\circ_{\text{red}}(\text{ânodo})áâ

Passo 2

Identificamos as duas semirreações e seus potenciais padrão de redução:
• Cátodo (grafite):
\text{Cátion no cátodo} + e^- \longrightarrow \text{grafite}áá
com E^\circ_{\text{red}}=+0,65\mathrm{~V}.
• Ânodo (zinco):
\mathrm{Zn}^{2+} + 2e^- \longrightarrow \mathrm{Zn}
com E^\circ_{\text{red}}=-0,76\mathrm{~V}.

Passo 3

Em uma pilha, a semirreação com maior potencial de redução ocorre no cátodo (redução) e a outra no ânodo (oxidação). O potencial padrão da pilha é dado por
E^\circ_{\text{pilha}} =E^\circ_{\text{red}}(\text{cátodo}) - E^\circ_{\text{red}}(\text{ânodo})áâ

Passo 4

Substituindo os valores conhecidos:
E^\circ_{\text{pilha}} = (+0,65\mathrm{~V}) \;-\; (-0,76\mathrm{~V}) = +0,65\mathrm{~V} + 0,76\mathrm{~V} = +1,41\mathrm{~V}

Resposta

(A) E^\circ=+1,41\mathrm{~V}

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