Questão 12) Usando a tabela de potenciais padrões determine se as reações abaixo são espontâneas.
3 \mathrm{Ag}+4 \mathrm{H}^{+}+\mathrm{NO}_{3}^{-} \rightarrow 3 \mathrm{Ag}^{+}+2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}+\mathrm{NO}

Passo 1

O enunciado pede para verificar se, em condições padrão, a reação
3\,\mathrm{Ag} + 4\,\mathrm{H}^+ + \mathrm{NO}_3^- \;\longrightarrow\; 3\,\mathrm{Ag}^+ + 2\,\mathrm{H}_2\mathrm{O} + \mathrm{NO}
é espontânea usando a tabela de potenciais padrões. O conteúdo é eletroquímica básica: identificar as semifações de oxidação e redução, obter seus potenciais padrão E^\circ e calcular o potencial padrão de célula E^\circ_{\rm cél}é.

Passo 2

Vamos separar em duas semifações redox balanceadas em elétrons:
\text{redução (catodo):}\quad \mathrm{NO}_3^- + 4\,\mathrm{H}^+ + 3\,\mathrm{e}^- \;\longrightarrow\; \mathrm{NO} + 2\,\mathrm{H}_2\mathrm{O}çã
\text{oxidação (anodo):}\quad \mathrm{Ag} \;\longrightarrow\; \mathrm{Ag}^+ + \mathrm{e}^-çã
Para balancear, a oxidação ocorre 3 vezes:
3\,\mathrm{Ag} \;\longrightarrow\; 3\,\mathrm{Ag}^+ + 3\,\mathrm{e}^- \,.

Passo 3

Da tabela de potenciais padrões extraímos:
E^\circ_{\mathrm{red}}\bigl(\mathrm{Ag}^+/\mathrm{Ag}\bigr) = +0,7996\rm\,V,
E^\circ_{\mathrm{red}}\bigl(\mathrm{NO}_3^-/\mathrm{NO}\bigr) = +0,96\rm\,V.
Aqui E^\circ_{\mathrm{red}} é o potencial padrão de redução.

Passo 4

Em célula eletroquímica padrão, o polo que tem maior E^\circ_{\mathrm{red}} sofre redução (cátodo) e o outro sofre oxidação (ânodo). Assim:
\text{cátodo: } \mathrm{NO}_3^- \to \mathrm{NO},\quad E^\circ_{\rm cat} = +0,96\rm\,V,á
\text{ânodo: } \mathrm{Ag}\to \mathrm{Ag}^+,\quad E^\circ_{\rm an} = +0,7996\rm\,V.â

Passo 5

O potencial padrão de célula é dado por
E^\circ_{\rm cél} \;=\; E^\circ_{\rm cat} \;-\; E^\circ_{\rm an} \;=\; 0,96\rm\,V \;-\; 0,7996\rm\,V \;=\; +0,1604\rm\,V.é

Resposta

Como E^\circ_{\rm cél}=+0,1604\rm\,V>0é, a reação é espontânea em condições padrão.

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