Uma célula voltaica usa como base as seguintes semirreações abaixo para gerar energia elétrica:
  1. Cd^2+ ( aq) +2 e^- Cd(s) E^circ red =-0,403 V
  2. Ni^2+ (aq)+2 e^- N i(s) E red ^circ=- 0 , 2 8 0 V
Com base nos dados de potencial padrão de redução ( E^circ red ) das semirreações acima, assinale a alternativa que descreve as informações corretas.
a) Reação 1 - cátodo; Reação 2 - ânodo; E^circ célula =-0,130 V; Reação Não Espontânea.
b) Reação 1 - ânodo; Reação 2 - cátodo; E^circ célula =-0,683 V; Reação Não Espontânea.
c) Reação 1 - ânodo; Reação 2 - cátodo; E^circ célula =0,123 V; Reação Não Espontânea.
d) Reação 1 - ânodo; Reação 2 - cátodo; E^circ célula =0,123 V; Reação Espontânea.
e) Reação 1 - ânodo; Reação 2 - cátodo; E^circ célula =0,683 V; Reação Espontânea.

Passo 1

O enunciado apresenta duas semirreações de redução com potenciais-padrão dados, e pede para identificar qual é o ânodo, qual é o cátodo, calcular o potencial da célula e dizer se a reação é espontânea. O conteúdo é eletroquímica de células voltaicas e vamos precisar usar a definição de cátodo (meio com maior potencial de redução) e ânodo (meio invertido, oxidação), além da fórmula do potencial de célula.

Passo 2

Para saber qual semirreação ocorre no cátodo, comparamos os potenciais de redução padrão:
A semirreação 1 tem
E^circred,1 = -0,403,V
A semirreação 2 tem
E^circred,2 = -0,280,V
Como o potencial de redução mais alto (menos negativo) é de $ -0,280,\mathrm{V}$, essa ocorre no cátodo (redução), e a outra no ânodo (oxidação).

Passo 3

Calculamos o potencial-padrão da célula com a fórmula
E^circcélula = E^circcátodo - E^circânodoéáâ
Substituindo:
E^circcélula = (-0,280) - (-0,403) = 0,123,Vé

Passo 4

Como E^circcélulaé é positivo, a reação é espontânea.

Resposta

d) Reação 1 - ânodo; Reação 2 - cátodo; E^circ célula = 0,123 V; Reação Espontânea.

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