Questão 14. Dados os seguintes conjuntos de semi-reações, escreva a reação global das células galvânicas e calcule o potencial padrão.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas: escrever a reação global da célula galvânica formada pelas semi-reações dadas e calcular o potencial padrão da célula. As semi-reações fornecidas são (vou transcrever exatamente do enunciado):
Informações relevantes dadas: as duas semi-reações como reduzidas (escritas como reduções). O enunciado não forneceu os potenciais padrão, portanto usarei valores padrão de tabela para esses pares redox.
Passo 2
O que precisamos saber antes de montar a reação global:
- Uma célula galvânica espontânea tem a semi-reação com maior potencial de redução atuando como catodo (redução) e a com menor potencial de redução atuando como anodo (oxidação).
- Para calcular o potencial padrão da célula usamos a fórmula
onde
são potenciais padrão de redução (unidade:
).
Obs.: se você inverter uma semi-reação (torná-la oxidação), o seu potencial de redução correspondente muda de sinal (mas eu vou usar a fórmula acima que já é direta e segura).
Obs.: se você inverter uma semi-reação (torná-la oxidação), o seu potencial de redução correspondente muda de sinal (mas eu vou usar a fórmula acima que já é direta e segura).
Passo 3
Como os potenciais padrão não foram dados no enunciado, consultamos uma tabela padrão (condições padrão,
,
,
). Os valores relevantes são:
(observação: este é o potencial padrão de redução da semi-reação
)
Esses valores vêm de tabelas padrão de eletroquímica (tabelas de potenciais padrão).
Passo 4
Determinar qual semi-reação será redução (cátodo) e qual será oxidação (ânodo):
- Comparando os potenciais de redução:
(Cu) é maior que (AgCl). - Portanto a semi-reação de cobre permanece como redução (cátodo) e a de prata/cloreto será invertida (oxidação, ânodo).
Passo 5
Balancear elétrons entre as semi-reações antes de somar:
- A semi-reação de Cu usa
elétrons:
- A semi-reação de AgCl usa
elétron por unidade; para cancelar elétrons com o cobre, multiplicamos por :
o que dá
Passo 6
Agora invertemos a semi-reação de AgCl (porque ela atua como oxidação) e somamos com a redução do cobre. A oxidação correspondente (inversa) é
Somando com a redução do cobre:
os
se cancelam e a soma dá a reação global balanceada:
Passo 7
Calcular o potencial padrão da célula usando a fórmula
onde:
Logo
Arredondando a três algarismos significativos:
Passo 8
Interpretação curta (útil para a prova): o sinal positivo de
indica que a reação escrita é espontânea nas condições-padrão. Na célula, o ânodo (oxidação) é o eletrodo de prata metálica formando
(consumindo
) e o cátodo é o eletrodo onde
é reduzido a
.