20.27 As semi-reações em uma célula voltaica são as seguintes (ou seus inversos):
(a) Consultando o Apêndice E, selecione o processo de redução que seja mais favorável. (b) Qual reação ocorre no catodo da célula? (c) Qual reação ocorre no anodo? (d) Escreva uma equação balanceada para a reação completa da célula. (e) Qual é o potencial-padrão da célula?
(a) Consultando o Apêndice E, selecione o processo de redução que seja mais favorável. (b) Qual reação ocorre no catodo da célula? (c) Qual reação ocorre no anodo? (d) Escreva uma equação balanceada para a reação completa da célula. (e) Qual é o potencial-padrão da célula?
Passo 1
O enunciado dá duas semi-reações redox e pede para montar uma célula voltaica, identificando a reação mais favorável como redução, os eletrodos, a reação completa balanceada e o potencial-padrão. O conteúdo envolve potenciais-padrão de eletrodo (Apêndice E), identificação de cátodo e ânodo, balanceamento de elétrons e cálculo de
.
Passo 2
Consultamos no Apêndice E os potenciais-padrão correspondentes:
Passo 3
Em célula voltaica, a semi-reação com maior
ocorre como redução no cátodo. Portanto,
é a redução mais favorável.
Passo 4
Como o permanganato é reduzido no cátodo, a outra semi-reação se inverte e ocorre no ânodo:
Passo 5
Balanceamos elétrons: o cátodo utiliza 5 e
e o ânodo gera 2 e
. O mínimo múltiplo comum é 10. Multiplicamos a reação do cátodo por 2 e a do ânodo por 5:
Somando e cancelando os 10 e
:
Passo 6
O potencial-padrão da célula é
Resposta
(a) A redução de permanganato:
.
(b) No cátodo ocorre
.
(c) No ânodo ocorre
.
(d) Reação completa:
(b) No cátodo ocorre
(c) No ânodo ocorre
(d) Reação completa:
(e)