1. Uma célula voltaica é baseada nas duas semi-reações seguintes:
\begin{aligned} & \mathrm{Cd}^{2+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}-\rightarrow \mathrm{Cd}(\mathrm{~s}) \\\ & \mathrm{Sn}^{2+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}-\rightarrow \mathrm{Sn}(\mathrm{~s}) \end{aligned}
Usando a tabela dos potenciais de redução ( E^{\circ} red) nas condições padrões, determine (a) as semi-reações que ocorrem no catodo e no anodo, e (b) o potencial-padrão da célula.

Passo 1

O enunciado pede para montarmos uma célula voltaica usando as semi-reações
\mathrm{Cd}^{2+}(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{e}^- \longrightarrow \mathrm{Cd}(\mathrm{s})
e
\mathrm{Sn}^{2+}(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{e}^- \longrightarrow \mathrm{Sn}(\mathrm{s})
em condições-padrão. O conteúdo é eletroquímica de soluções e vamos precisar dos potenciais-padrão de redução para decidir quais reações ocorrem no cátodo e no ânodo e para calcular o potencial padrão da célula.

Passo 2

Consultando a tabela de potenciais-padrão de redução em condições-padrão, temos aproximadamente: \\ E^\circ_{\mathrm{red}}(\mathrm{Cd}^{2+}/\mathrm{Cd}) = -0,40\\ \mathrm{V} \\ E^\circ_{\mathrm{red}}(\mathrm{Sn}^{2+}/\mathrm{Sn}) = -0,14\\ \mathrm{V}

Passo 3

Para saber qual semi-reação ocorre no cátodo (redução) e qual no ânodo (oxidação), comparamos os potenciais de redução. A semi-reação com o potencial mais positivo tende a se reduzir. Logo:
E\circ mais positivo: \mathrm{Sn}^{2+} + 2\,\mathrm{e}^- \to \mathrm{Sn}, ocorrerá no cátodo.
– A outra será invertida para servir de oxidação no ânodo:
\mathrm{Cd}(\mathrm{s}) \longrightarrow \mathrm{Cd}^{2+}(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{e}^-

Passo 4

O potencial padrão da célula é dado por
E^\circ_{\text{célula}} \;=\; E^\circ_{\text{catodo}} \;-\; E^\circ_{\text{anodo}}é
Substituindo os valores de redução (lembrando que no ânodo usamos o potencial-padrão de redução de \mathrm{Cd}^{2+}/\mathrm{Cd}):
E^\circ_{\text{célula}} = \bigl(-0,14\\ \mathrm{V}\bigr) - \bigl(-0,40\\ \mathrm{V}\bigr) = +0,26\\ \mathrm{V}é

Resposta

(a) No cátodo:
\mathrm{Sn}^{2+}(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{e}^- \longrightarrow \mathrm{Sn}(\mathrm{s})
No ânodo:
\mathrm{Cd}(\mathrm{s}) \longrightarrow \mathrm{Cd}^{2+}(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{e}^-
(b) E^\circ_{\text{célula}} = 0,26\\ \mathrm{V}.é

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