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Pilha de Daniell

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Pilha de Daniell

Mensagem por Christian M. Martins em Seg Jul 27 2015, 12:34

Por que a tensão da pilha de Daniell atinge o valor de zero após o alcançar do equilíbrio químico?

Não entendo nada de Física, portanto queria uma explicação teórica do porquê dos potenciais se igualarem.

Obrigado pessoal.

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Re: Pilha de Daniell

Mensagem por Matheus Bertolino em Seg Jul 27 2015, 15:36

O potencial padrão (Eº) para uma reação ou semirreação é medido nas seguintes condições: temperatura de 25 ºC, pressão dos gases a 1 atm, e concentração molar das espécies em solução igual a 1 mol/L. Alterando esses fatores, o potencial (E) vai mudar.
A situação inicial da pilha de Daniell não é uma situação de equilíbrio. Temos íons Cu(2+) e Zn(2+), assim como Cu e Zn sólidos. Do estudo de reações inorgânicas, sabemos que o zinco desloca o cobre em reações de simples troca, o que indica que, na situação de equilíbrio, tende a haver mais zinco na forma iônica e, consequentemente, mais cobre na forma metálica no nosso sistema.
Assim, montada a pilha, a reação vai acontecer, com a concentração de Zn(2+) aumentando e a concentração de Cu(2+) diminuindo. A alteração dessas concentrações, de acordo com a equação de Nernst, vai mudar o potencial das pilhas. Observe que o potencial da semirreação de cobre (que no início era igual ao potencial padrão e também era maior que o da semirreação de zinco) diminui com a reação, enquanto o da semirreação de zinco aumenta. Dessa forma, em algum momento, esses dois potenciais vão se tornar iguais. Só aqui que entra a física: se o potencial nos dois eletrodos é o mesmo, não há mais deslocamento de cargas elétricas, pois ambos os eletrodos são igualmente estáveis.
Ou seja, a diferença de potencial se tornou zero? Então temos o mesmo potencial em cada eletrodo, e não haverá mais deslocamento de elétrons pelo circuito da pilha, significando o fim da reação. E dizemos que o equilíbrio químico foi atingido justamente pelo fato de esse potencial ser zero. A partir dali, a reação não acontece mais de forma espontânea.

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