Uma célula eletroquimica é montada utilizando dois compartimentos. Um deles contém uma lâmina de aluminio mergulhada em uma solução de
, e o outro contém uma lâmina de cobre mergulhada em uma solução de
. A reaçâo global que ocorre na célula é:
Com base nessa célula, responda:
A) Escreva as semirreações que ocorrem nos dois compartimentos, indicando qual eletrodo é
ânodo e qual é o cátodo.
B) Assinale os sinais dos eletrodos.
C) Identifique
agente redutor
agente oxidante.
D) Explique o sentido da migração dos cátions e ânions pela solução, considerando a presença de uma ponte salina.
E) Calcule a ddp dessa célula.
A) Escreva as semirreações que ocorrem nos dois compartimentos, indicando qual eletrodo é
B) Assinale os sinais dos eletrodos.
C) Identifique
D) Explique o sentido da migração dos cátions e ânions pela solução, considerando a presença de uma ponte salina.
E) Calcule a ddp dessa célula.
Passo 1
O enunciado descreve uma célula galvânica com eletrodos de alumínio e cobre, cujas soluções são, respectivamente,
e
. A reação global é
Vamos precisar das semirreações de oxidação e redução, dos potenciais-padrão de redução (
,V e
,V), e das noções de ânodo, cátodo, agentes oxidante e redutor, migração na ponte salina e cálculo da ddp:
Passo 2
Escrevemos as semirreações (no ânodo ocorre oxidação e no cátodo ocorre redução):
Para combinar, elevamos a primeira a 2 e a segunda a 3, mas a identificação de ânodo e cátodo independe da estequiometria: alumínio é oxidado e cobre é reduzido.
Passo 3
Os sinais dos eletrodos em operação são:
ânodo (onde há perda de elétrons) fica negativamente carregado;
cátodo (onde há ganho de elétrons) fica positivamente carregado.
ânodo (onde há perda de elétrons) fica negativamente carregado;
cátodo (onde há ganho de elétrons) fica positivamente carregado.
Passo 4
O agente redutor é a espécie que doa elétrons, isto é,
.
O agente oxidante é a espécie que recebe elétrons, isto é, .
O agente oxidante é a espécie que recebe elétrons, isto é,
Passo 5
Na ponte salina, para manter a eletroneutralidade:
– No compartimento do ânodo, a oxidação gera excesso de cargas positivas , então anions da ponte salina migram para lá.
– No compartimento do cátodo, a redução consome e gera excesso de cargas negativas (restam
), então cátions da ponte migram para lá.
– No compartimento do ânodo, a oxidação gera excesso de cargas positivas
– No compartimento do cátodo, a redução consome
Passo 6
A ddp padrão da célula é
Resposta
A) ânodo:
; cátodo:
.
B) ânodo (–), cátodo (+).
C) agente redutor: ; agente oxidante:
.
D) anions da ponte migram ao ânodo para neutralizar o excesso de ; cations migram ao cátodo para compensar a falta de
.
E) .
B) ânodo (–), cátodo (+).
C) agente redutor:
D) anions da ponte migram ao ânodo para neutralizar o excesso de
E)