Com base nas semi-reações eletrolíticas abaixo, colocadas no sentido da oxidação, e seus respectivos potenciais, assinale a opção que indica os metais que produzirão maior valor de ddp quando combinados para formar uma pilha.
Escolha uma opção:
a. Cádmio como catodo e cobre como anodo.
b. Prata como catodo e zinco como anodo.
c. Ferro como catodo e zinco como anodo.
d. Zinco como catodo e cádmio como anodo
e. Cobre como catodo e prata como anodo.
a. Cádmio como catodo e cobre como anodo.
b. Prata como catodo e zinco como anodo.
c. Ferro como catodo e zinco como anodo.
d. Zinco como catodo e cádmio como anodo
e. Cobre como catodo e prata como anodo.
Passo 1
O enunciado dá cinco semi-reações escritas no sentido da oxidação e seus potenciais (peguei estes valores do enunciado). Os dados são:
O que a questão pede: identificar, entre as opções fornecidas, quais metais combinados formam a pilha que produz o maior valor de ddp (diferença de potencial, isto é, a maior tensão da pilha).]
Passo 2
Conceito e estratégia (aula curta e prática).
- Em uma pilha galvânica espontânea temos duas meias-reações: oxidação no anodo e redução no catodo.
- O enunciado forneceu os potenciais no sentido da oxidação, ou seja,
para cada metal. O potencial de redução correspondente é . - A ddp (tensão padrão) da pilha,
, é dada por:
- Substituindo
obtemos uma fórmula prática usando diretamente os potenciais de oxidação fornecidos:
Interpretação simples: para maximizar
escolha como anodo o metal com maior tendência a oxidar (maior
) e como catodo o metal com menor
(mais difícil de oxidar, ou seja, mais fácil de reduzir).
Passo 3
Vamos aplicar a fórmula
a cada opção dada no enunciado, calculando passo a passo.
a) “Cádmio como catodo e cobre como anodo.”
Aqui anodo = Cu, catodo = Cd. Usando os valores do enunciado:
Aqui anodo = Cu, catodo = Cd. Usando os valores do enunciado:
Resultado:
(negativo → pilha não espontânea na orientação indicada).
Passo 4
b) “Prata como catodo e zinco como anodo.”
Anodo = Zn, catodo = Ag. Valores:
Anodo = Zn, catodo = Ag. Valores:
Resultado:
.
Passo 5
c) “Ferro como catodo e zinco como anodo.”
Anodo = Zn, catodo = Fe. Valores:
Anodo = Zn, catodo = Fe. Valores:
Resultado:
.
Passo 6
d) “Zinco como catodo e cádmio como anodo.”
Anodo = Cd, catodo = Zn. Valores:
Anodo = Cd, catodo = Zn. Valores:
Resultado:
(negativo).
Passo 7
e) “Cobre como catodo e prata como anodo.”
Anodo = Ag, catodo = Cu. Valores:
Anodo = Ag, catodo = Cu. Valores:
Resultado:
(negativo).
Passo 8
Comparação final dos valores obtidos:
O maior valor de ddp (maior
) é
, obtido na opção (b).]
Resposta
b. Prata como catodo e zinco como anodo.