Calcule a fem externa mínima necessária para se fazer a eletrólise de uma solução aquosa de nitrato de cobre nas condições padrão, a 298 K .
Passo 1
O enunciado pede a fem externa mínima necessária para eletrólise de uma solução aquosa de nitrato de cobre (
) em condições padrão a
. O conteúdo aqui é eletroquímica: vamos identificar as semi-reações de redução (cátodo) e oxidação (ânodo) e usar seus potenciais padrão para calcular a tensão mínima do circuito eletrolítico.
Passo 2
No cátodo ocorre a redução do íon
a cobre metálico:
cujo potencial padrão de redução é
Essa reação é favorecida em relação à evolução de hidrogênio porque seu potencial de redução é mais positivo.
Passo 3
No ânodo, em meio aquoso e com
inerte, a reação de oxidação é a de água para oxigênio:
O potencial padrão de redução da meia-reação inversa (
) é
logo o potencial de oxidação no ânodo vale
mas para calcular a tensão aplicada precisamos usar o valor positivo
como a “barreira” a superar.
Passo 4
A fem externa mínima (
) é a diferença entre o potencial de oxidação do ânodo e o potencial de redução do cátodo:
Arredondando para duas casas decimais,