QUESTÃO 03 - Calcular o potencial-padrão para a pilha de prata e cobre. Como ela seria representada?
\begin{aligned} & \mathbf{E}^{\circ}=\mathbf{0 , 4 6 V} \\ & \mathbf{C u}(\mathbf{s})\left|\mathbf{C u}^{2+}(\mathbf{a q}) \| \mathbf{A g}^{+}(\mathbf{a q})\right| \mathbf{A g}(\mathbf{s}) \end{aligned}

Passo 1

O enunciado pede o potencial-padrão da pilha formada por prata e cobre, representada como
\mathrm{Cu(s)} \mid \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) \;||\; \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq}) \mid \mathrm{Ag(s)}
O conteúdo é eletroquímica de pilhas, e vamos usar potenciais-padrão de redução de semicélulas e a relação
E_{\text{cel}}^{\circ}=E_{\text{cátodo}}^{\circ}-E_{\text{ânodo}}^{\circ}.áâ

Passo 2

Anotamos as semi-reações de redução padrão e seus potenciais:
\mathrm{Cu}^{2+} + 2e^{-} \longrightarrow \mathrm{Cu(s)},\quad E^{\circ}=+0{,}341\\ \mathrm{V}
\mathrm{Ag}^{+} + e^{-} \longrightarrow \mathrm{Ag(s)},\quad E^{\circ}=+0{,}7996\\ \mathrm{V}

Passo 3

A semi-reação com maior E^{\circ} atua como redução no cátodo, e a outra se inverte como oxidação no ânodo. Portanto:
• Cátodo (redução):
\mathrm{Ag}^{+} + e^{-} \longrightarrow \mathrm{Ag(s)}
• Ânodo (oxidação, inverte Cu):
\mathrm{Cu(s)} \longrightarrow \mathrm{Cu}^{2+} + 2e^{-}

Passo 4

Aplicamos a fórmula do potencial da pilha:
E_{\text{cel}}^{\circ} =E_{\text{cátodo}}^{\circ}-E_{\text{ânodo}}^{\circ} =0{,}7996\\\ -\\\ 0{,}3410 =0{,}4586\\ \mathrm{V}áâ
Arredondando a dois algarismos decimais, fica \,0{,}46\\ \mathrm{V}.

Passo 5

Escrevemos a célula indicando concentrações padrão 1\\ \mathrm{mol/L}:
\mathrm{Cu(s)} \mid \mathrm{Cu}^{2+}(1\,\mathrm{M}) \;\big\|\; \mathrm{Ag}^{+}(1\,\mathrm{M}) \mid \mathrm{Ag(s)}.

Resposta

O potencial-padrão da pilha é E_{\text{cel}}^{\circ}=0{,}46\\ \mathrm{V} e sua representação é
\mathrm{Cu(s)} \mid \mathrm{Cu}^{2+}(1\,\mathrm{M}) \;\big\|\; \mathrm{Ag}^{+}(1\,\mathrm{M}) \mid \mathrm{Ag(s)}.

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