(UERJ 2016) Em um experimento, a energia elétrica gerada por uma pilha de Daniell

Cálculo do potencial da pilha:

Cálculo da massa de zinco consumida:

1) Cálculo do número de mols de Ag⁺ (em 500 mL) que reduz:

2) Relação molar de reação entre Zn e Ag⁺:

3) Cálculo da massa de Zn através da proporção e de sua massa molar:

A diferença de potencial da pilha em condições-padrão (DEo) é igual à diferença entre o potencial-padrão da espécie que se reduz e o potencial-padrão da espécie que se oxida.

A espécie que se reduz é aquela de maior potencial-padrão de redução, no caso o íon Cu2+, e a espécie que se oxida é o Zno. Logo:

DEo = = + 0,34 – (– 0,76) = + 1,10 V

Na eletrólise, a massa de prata depositada no catodo corresponde a toda a massa de prata em solução e é calculada por: 

108 g.mol–1 x 0,01 mol.L–1 x 0,5 L = 0,54 g

No anodo da pilha, ocorre a oxidação do zinco, representada pela semirreação:

Zno (s)  Zn2+ (aq) + 2 e–

No catodo da eletrólise, ocorre a redução da prata, representada pela semirreação: 

2 Ag+ (aq) + 2 e–  2 Ago (s)

Relacionando-se as semirreações, tem-se:

2 Ag+ (aq) + Zno (s)  2 Ago (s)  + Zn2+ (aq)

Na eletrólise, a quantidade de matéria de  prata depositada no catodo é calculada por: 

0,01 mol.L–1 x 0,5 L = 0,005 mol Ag

A quantidade de matéria de zinco consumida é igual a: 

2 x 0,005 mol = 0,0025 mol Zn

A massa de zinco correspondente é igual a:

0,025 mol x 65,5 g.mol–1 = 0,16375 g