Uma célula voltaica é construída com dois eletrodos de cloreto de prata-prata, cada um deles baseado na seguinte semi-reação:
AgCl(s)+e^-=Ag(s)+Cl^-(a q)
Os dois compartimentos de célula têm [Cl^-]=0,0150 mol / L e [Cl^-]=2,55 mol / L, respectivamente. (d) Para cada eletrodo, determine se [Cl^-] aumentará, diminuirá ou se manterá o mesmo à medida que a célula funciona.

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que o exercício pede. A gente tem uma célula voltaica com dois eletrodos idênticos feitas de prata/prata‐cloreto, cuja meia‐reação é
AgCl(s) + e^- longrightarrow Ag(s) + Cl^-(aq)
Um compartimento tem [Cl⁻] = 0,0150 M e o outro tem [Cl⁻] = 2,55 M. A pergunta (d) é: em cada eletrodo, conforme a célula funciona, a concentração de cloreto vai aumentar, diminuir ou não muda?
Conteúdo: eletroquímica (potenciais de eletrodo, Equação de Nernst) e como isso dita qual se comporta como ânodo ou cátodo.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender que metade da reação envolve o elétron e o íon cloreto. A gente usa a Equação de Nernst para saber o potencial de cada eletrodo em função da [Cl⁻]:
E = E^° - RTnFln Q,
onde, para a meia‐reação
E = E^° - RTFln[Cl^-] ,
o quociente de reação (os sólidos não entram). elétron. é o potencial padrão, igual para os dois eletrodos. Então cada potencial vale

Passo 3

Para saber qual eletrodo é cátodo (reduz-se) e qual é ânodo (oxida-se), comparamos os de cada um. Quem tiver maior espontaneamente é cátodo. Note que, como aparece , quanto menor for [Cl⁻], maior fica .
  • No compartimento de 0,0150 M, é bem negativo → é positivo grande → fica maior.
  • No de 2,55 M, é positivo → é negativo → menor.
Logo, o eletrodo com 0,0150 M é o cátodo (reduz) e o de 2,55 M é o ânodo (oxida).

Passo 4

Agora, escrevendo as meias‐reações no cátodo e no ânodo:
Cátodo (redução):
→ Isso gera cloreto, então [Cl⁻] neste compartimento AUMENTA.
Ânodo (oxidação): é o inverso:

→ Isso consome cloreto, logo [Cl⁻] neste compartimento DIMINUI.

Resposta

No eletrodo com [Cl⁻] = 0,0150 M (cátodo), [Cl⁻] aumenta.
No eletrodo com [Cl⁻] = 2,55 M (ânodo), [Cl⁻] diminui.

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