Pilha de Daniell - Previsão das Diferenças de Potencial

É possível tentar prever a diferença de potencial possível de alcançar de uma pilha electroquímica simples, como a de Daniell.

A força electromotriz de uma pilha nas condições padrão (Eº) é calculada pela diferença entre o potencial padrão de redução entre o cátodo e o ânodo.

Eº_pilha = Eº_cátodo – Eº_ânodo

Esta fórmula considera uma temperatura de 25ºC, pressão atmosférica de 1 atm e soluções electrolíticas de concentração 1 mol dm^-3. Quando se utilizam outras concentrações tem de se ter em consideração o Quociente de Reacção (Q). A força electromotriz pode ser determinada pela equação de Nernst: 

Neste caso específico:

E⁰_pilha = 0,34 – (- 2,37) (=) E⁰_pilha = 0,34 + 2,37 (=) E⁰_pilha = 2,71V

n é o número de electrões que são transferidos na totalidade da reacção química, neste caso n=2.

Pela fórmula é possível aferir que a E tende para Eº quando Q for 1, ou seja, quando a extensão da reacção directa for igual à da indirecta.

O quociente de reacção é dado pela expressão da constante de equilíbrio em que as concentrações dos reagentes e dos produtos não são necessariamente as de equilíbrio. É de salientar que num sistema químico a concentração dos elementos no estado líquido e sólido puro não influenciam o quociente de reacção.

Por exemplo na reacção A (s) + B (aq) Û C (aq) + D (s) tem-se que  

Ou seja, no caso específica da pilha de cobre-magnésio, tem-se que: 

Ou seja, aplicando a equação de Nernst tem-se que:

Então:

Fonte:

Dantas, M. C. e Ramalho, M. D. (2009). Jogo de Partículas. Química 12ºAno. 1ª edição. Texto Editores. Lisboa