Numa célula eletrolítica, para verificar quais as reações mais favoráveis devemse sempre comparar os potenciais necessários para a redução e a oxidação das espécies desejadas com aqueles da redução e oxidação da água (se o processo é realizado em solução aquosa). Assim, verifique quais as espécies obtidas na eletrólise de:
Uma solução aquosa de cloreto de estanho,
(\mathrm{SnCl}_{2});

Passo 1

O enunciado pede para determinar quais espécies se formam na eletrólise de uma solução aquosa de \mathrm{SnCl}_{2}. O conteúdo envolve comparação de potenciais de redução/oxidação de \mathrm{Sn}^{2+}, \mathrm{Cl}^{-} e água, para decidir o que ocorre no cátodo (redução) e no ânodo (oxidação).

Passo 2

Identificamos as semirreações possíveis no cátodo (redução):
\mathrm{Sn}^{2+} + 2e^- \to \mathrm{Sn}(s), \quad E^\circ_{\text{red}} = -0,14\;\mathrm{V}
2\,\mathrm{H_2O} + 2e^- \to \mathrm{H_2}(g) + 2\,\mathrm{OH}^-, \quad E^\circ_{\text{red}} = -0,83\;\mathrm{V}
A reação que ocorrerá é a de maior E^\circ_{\text{red}}, pois exige menor tensão para se reduzir.

Passo 3

Comparando
-0,14\;\mathrm{V}\quad\text{(Sn}^{2+}/\text{Sn}) \quad\text{vs.}\quad -0,83\;\mathrm{V}\quad\text{(H}_2\text{O}/\text{H}_2)
vemos que -0,14\;\mathrm{V} > -0,83\;\mathrm{V}. Logo, reduz-se \mathrm{Sn}^{2+} e forma-se \mathrm{Sn}(s) no cátodo.

Passo 4

Para o ânodo (oxidação), as semirreações possíveis são:
Cloreto:
2\,\mathrm{Cl}^- \to \mathrm{Cl_2}(g) + 2e^-, \quad E^\circ_{\text{ox}} = -\,E^\circ_{\text{red}}(\tfrac12\mathrm{Cl_2}/\mathrm{Cl}^-) = -\,1,36\;\mathrm{V}
Água:
2\,\mathrm{H_2O} \to \mathrm{O_2}(g) + 4\,\mathrm{H}^+ + 4e^-, \quad E^\circ_{\text{ox}} = -\,E^\circ_{\text{red}}(\mathrm{O_2}/\mathrm{H_2O}) = -\,1,23\;\mathrm{V}
No ânodo, ocorre a oxidação cujo E^\circ_{\text{ox}} é mais positivo (menor em módulo).

Passo 5

Comparando
-1,23\;\mathrm{V}\quad\text{(H}_2\text{O}/\mathrm{O_2}) \quad\text{vs.}\quad -1,36\;\mathrm{V}\quad\text{(Cl}^-/\mathrm{Cl_2})
vemos que -1,23\;\mathrm{V} > -1,36\;\mathrm{V}. Assim, oxida-se a água e forma-se \mathrm{O_2}(g) no ânodo, não o \mathrm{Cl_2}.

Resposta

Cátodo: \mathrm{Sn}(s)
Ânodo: \mathrm{O_2}(g)

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