Com base na simulação sobre o funcionamento de uma pilha, calcule a ddp das pilhas
e
, respectivamente, seguindo as seguintes etapas:
Escrevam a equação total somando as semirreações.
Escrevam a equação total somando as semirreações.
Passo 1
Beleza, vamos fazer uma revisão do que pediram. A questão é de eletroquímica, mais especificamente pilhas galvânicas. A ideia é escrever as semirreações de oxidação e redução de cada eletrodo (Zn, Co, Cu e Al), montar a equação total pra cada pilha (Zn–Co e Cu–Al) e, no fim, calcular a ddp (E°_célula) usando os potenciais padrão. Vamos precisar:
- Tabela de potenciais padrão de redução
- Saber escolher anodo (oxida, mais negativo) e catodo (reduz, mais positivo)
- Igualar elétrons trocados quando formos somar semirreações
Passo 2
Primeiro, resgatar da tabela os potenciais padrão de redução (em volts):
Zn²⁺ + 2 e⁻ → Zn(s) E° = –0,76 V
Co²⁺ + 2 e⁻ → Co(s) E° = –0,28 V
Zn²⁺ + 2 e⁻ → Zn(s) E° = –0,76 V
Co²⁺ + 2 e⁻ → Co(s) E° = –0,28 V
Como Co tem E° menos negativo (–0,28 V > –0,76 V), ele vai ser reduzido (cátodo) e o Zn vai oxidar (ânodo).
Passo 3
Agora escrevemos a equação total da pilha Zn–Co, somando anodo + cátodo:
Anodo (oxidação):
Zn(s) → Zn²⁺ + 2 e⁻
Cátodo (redução):
Co²⁺ + 2 e⁻ → Co(s)
Somando as duas (os 2 e⁻ se cancelam):
Anodo (oxidação):
Zn(s) → Zn²⁺ + 2 e⁻
Cátodo (redução):
Co²⁺ + 2 e⁻ → Co(s)
Somando as duas (os 2 e⁻ se cancelam):
Passo 4
Para achar a ddp (E°_célula) usamos:
Logo:
Passo 5
Agora a pilha Cu–Al. Primeiro os potenciais padrão:
Cu²⁺ + 2 e⁻ → Cu(s) E° = +0,34 V
Al³⁺ + 3 e⁻ → Al(s) E° = –1,66 V
Cu²⁺ + 2 e⁻ → Cu(s) E° = +0,34 V
Al³⁺ + 3 e⁻ → Al(s) E° = –1,66 V
Como +0,34 V é bem maior que –1,66 V, o Cu²⁺ reduz (cátodo) e o Al(s) oxida (ânodo).
Passo 6
Temos que igualar elétrons trocados: o Cu troca 2 e⁻ e o Al troca 3 e⁻. O mínimo múltiplo comum é 6, então multiplicamos a semirreação do Cu por 3 e a do Al por 2:
Cátodo (×3):
3 Cu²⁺ + 6 e⁻ → 3 Cu(s)
3 Cu²⁺ + 6 e⁻ → 3 Cu(s)
Ânodo (×2):
2 Al(s) → 2 Al³⁺ + 6 e⁻
2 Al(s) → 2 Al³⁺ + 6 e⁻
Somando:
Passo 7
Calculamos a ddp:
Resposta
ddp da pilha Zn–Co = 0,48 V
ddp da pilha Cu–Al = 2,00 V
ddp da pilha Cu–Al = 2,00 V