As células galvânicas podem ser descritas a partir de uma notação abreviada na qual o anodo é representado do lado esquerdo e o catodo do lado direito. O símbolo | representa a fronteira entre fases e o símbolo (||) representa uma ponte salina. Dessa forma, identifique o anodo e o catodo de cada uma das células galvânicas abaixo e calcule o potencial padrão ( (\mathrm{E}^{0}) ) usando a Tabela de Potenciais-Padrão de redução.
(b) (\mathrm{Mg}(\mathrm{s})\left|\mathrm{Mg}^{2+}(\mathrm{aq}) || \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})\right| \mathrm{Ag}(\mathrm{s})) (Valor da questão: 1,5 pontos).
(b) (\mathrm{Mg}(\mathrm{s})\left|\mathrm{Mg}^{2+}(\mathrm{aq}) || \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})\right| \mathrm{Ag}(\mathrm{s})) (Valor da questão: 1,5 pontos).
Passo 1
O enunciado dá a célula galvânica na forma abreviada
e pede duas coisas: (1) identificar qual é o ânodo e qual é o cátodo dessa célula; (2) calcular o potencial padrão da célula
usando a Tabela de Potenciais-Padrão de redução. As informações relevantes do enunciado são exatamente as espécies químicas e suas fases:
,
,
,
.
Passo 2
Entendendo o que precisamos usar (aula rápida e prática):
- Cada meio-reação na tabela é apresentada como redução. O potencial padrão de redução
diz a tendência daquela redução acontecer quando comparada a um eletrodo padrão. - Para decidir qual meia-reação será redução (cátodo) e qual será oxidação (ânodo) comparamos os potenciais padrão de redução: a reação com
mais positivo tem maior tendência a se reduzir e, portanto, ocorrerá como redução no cátodo. A outra será revertida (oxidação) no ânodo. - Fórmula prática para o potencial padrão da célula em condições padrão:
onde ambos os
são valores de redução retirados da tabela (sempre como reduções). Outra forma equivalente:
sendo
.
Passo 3
Pegando os valores da Tabela de Potenciais-Padrão de redução (estou usando os valores padronizados usuais):
Esses são os potenciais de redução das duas meias reações escritas como redução.
Passo 4
Escrevendo as meias-reações como reduções (direto da tabela):
Comparando os dois valores,
é mais positivo que
, então a redução ocorrerá no par prata. Portanto:
- Cátodo (redução): o eletrodo da prata (
). - Ânodo (oxidação): o eletrodo do magnésio (
), cuja meia-reação como oxidação é a inversa da escrita acima.
Passo 5
Escrevendo a oxidação que acontece no ânodo (inverso da redução de magnésio):
Obs.: o potencial de oxidação correspondente é
, mas para a fórmula usual usamos a subtração entre potenciais de redução.
Passo 6
Calculando o potencial padrão da célula usando a fórmula
substituindo os valores (ambos como potenciais de redução da tabela):
(Alternativamente,
.)
Passo 7
Verificação de balanceamento de elétrons (prático para montar a reação global):
- A redução da prata consome
; a oxidação do magnésio libera . Para balancear usamos 2 vezes a redução da prata:
Multiplicar a meia-reação por um coeficiente não altera os potenciais padrão — por isso o cálculo do
acima permanece válido.
Resposta
Ânodo:
(oxidação)
Cátodo: (redução)
Cátodo: