20.17 (a) Escreva a semi-reação que ocorre em um eletrodo de hidrogênio quando ele serve como um catodo de uma célula voltaica. (b) O que é padrão em um eletrodo-padrão de hidrogênio? (c) Qual é o papel da lâmina de platina em um eletrodo-padrão de hidrogênio?
Passo 1
O enunciado pede três coisas sobre o eletrodo de hidrogênio: (a) qual é a semi-reação que ocorre quando ele atua como cátodo numa célula voltaica, (b) quais são as condições padrão de funcionamento num eletrodo-padrão de hidrogênio e (c) qual a função da lâmina de platina nesse eletrodo. O conteúdo principal aqui é eletroquímica de meio-celas, reação de redução e design de eletrodos padrão.
Passo 2
Quando o eletrodo de hidrogênio funciona como cátodo, ele sofre uma redução. Os prótons da solução recebem elétrons e formam gás hidrogênio, de acordo com a semi-reação abaixo:
Passo 3
Num eletrodo-padrão de hidrogênio, as condições padrão são:
e utiliza-se um eletrodo inerte de platina imerso na solução ácida.
Passo 4
A lâmina de platina serve como condutor e catalisador inerte. Ela fornece uma superfície metálica onde o gás
se adsorve, facilitando a troca de elétrons com os íons
. Sem essa superfície, a reação seria muito lenta, pois o hidrogênio não se oxidaria/reduziria eficientemente.
Resposta
(a)
(b) Temperatura de
, pressão de
para
, concentração de
igual a
.
(c) A lâmina de platina é um condutor inerte que adsorve e atua como catalisador, acelerando a transferência de elétrons.
(c) A lâmina de platina é um condutor inerte que adsorve