PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 14 (2º semestre · 1º dia · Grupo 1) da 2ª etapa da UFG 2013
Algumas reações eletroquímicas ocorrem espontaneamente, resultando em eletrodepósitos. Um experimento demonstrativo de uma dessas reações é a árvore de prata, na qual íons prata (\ce{Ag+}) se depositam sobre cobre metálico gerando íons cobre (\ce{Cu^{2+}}).
Considerando-se os valores dos potenciais de oxidação da prata e do cobre iguais a -0{,}80\text{ V} e -0{,}34\text{ V}, respectivamente, escreva as semirreações, a reação global e determine a energia de Gibbs, em kJ/mol, da reação. (5,0 pontos)
| Dados: |
|---|
| \text{F} = 96.500\text{ C/mol} |
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Resolução comentada
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Os valores dados são potenciais de oxidação. Como o da prata (-0{,}80\ \text{V}) é menor que o do cobre (-0{,}34\ \text{V}), a prata tem maior tendência a se reduzir e o cobre a se oxidar. Isso concorda com o enunciado: o \ce{Cu} é oxidado e o \ce{Ag+} é reduzido.
Semirreações
- Oxidação (ânodo): \ce{Cu(s) -> Cu^{2+}(aq) + 2 e-}, com E^\circ_{ox} = -0{,}34\ \text{V}
- Redução (cátodo): \ce{Ag+(aq) + e- -> Ag(s)}, com E^\circ_{red} = +0{,}80\ \text{V} (inverso do potencial de oxidação da prata)
Para igualar os elétrons, multiplicamos a semirreação da prata por 2.
Reação global
Energia de Gibbs
- Diferença de potencial: \Delta E^\circ = E_{red}(\ce{Ag+}) + E_{ox}(\ce{Cu}) = 0{,}80 + (-0{,}34) = +0{,}46\ \text{V}. Como \Delta E^\circ > 0, a reação é espontânea.
- Elétrons transferidos na reação como escrita: n = 2.
- Cálculo:
O sinal negativo confirma a espontaneidade da reação.
Resposta: \Delta G^\circ \approx -88{,}8\ \text{kJ/mol} (valor de -88{,}78\ \text{kJ/mol}), para a reação \ce{Cu + 2 Ag+ -> Cu^{2+} + 2 Ag}.
Assunto: Pilhas e potencial de redução.
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Fonte: UFG 2ª etapa 2013 · 2º semestre · 1º dia · Grupo 1. Prova oficial ↗