12- Uma solução de
é colocada em um béquer e nela se mergulha uma lâmina de cobre. Num outro béquer, coloca-se uma solução de
, na qual se mergulha uma lâmina de Sn metálico. Os dois béqueres são ligados por uma ponte de sal e os dois eletrodos metálicos são ligados a um voltímetro. (a) Qual eletrodo é o anodo e qual é o catodo? (b) Qual eletrodo ganha massa durante a operação da pilha e qual eletrodo perde massa? (c) Dê a reação da pilha. (d) Qual a fem da pilha em condições-padrão?
Passo 1
O enunciado descreve duas semi-células conectadas por uma ponte salina: uma com a lâmina de cobre em solução de
e outra com a lâmina de estanho em solução de
. O conteúdo é eletroquímica de pilhas voltaicas, e vamos precisar usar potenciais padrão de redução para identificar ânodo, cátodo, reações e calcular a fem da pilha.
Passo 2
Os potenciais padrão de redução de cada semi-célula são conhecidos:
com
,
com
Passo 3
Na pilha, a semi-reação que ocorre como redução é aquela com maior
. Comparando
(cobre) e
(estanho), vemos que o cobre tem o potencial mais positivo. Logo, o eletrodo de cobre é o cátodo (redução) e o eletrodo de estanho é o ânodo (oxidação).
Passo 4
No cátodo ocorre deposição de metal, portanto a lâmina de cobre ganha massa. No ânodo ocorre dissolução do metal, portanto a lâmina de estanho perde massa.
Passo 5
As semi-reações que ocorrem são:
oxidação (ânodo, estanho):
oxidação (ânodo, estanho):
redução (cátodo, cobre):
Somando-as, a reação global é
Passo 6
A fem padrão da pilha é
Resposta
(a) ânodo: lâmina de Sn; cátodo: lâmina de Cu.
(b) perde massa o eletrodo de Sn; ganha massa o eletrodo de Cu.
(c) .
(d)
(b) perde massa o eletrodo de Sn; ganha massa o eletrodo de Cu.
(c)
(d)