Considere a célula galvânica formada a partir da reação:
\mathrm{Al}^{3+}(a q)+\mathrm{Mg}(s) \longrightarrow \mathrm{Al}(s)+\mathrm{Mg}^{2+}(a q)
a. Escreva as semirreações;
b. Escreva a reação da célula balanceada; (Para balancear você deve equilibrar o número de elétrons das semirreações multiplicando toda a equação pelo menor número inteiro).
c. Calcule o potencial de célula

Passo 1

O enunciado pede para analisarmos uma célula galvânica cuja reação global é
\mathrm{Al}^{3+}(aq) + \mathrm{Mg}(s) \longrightarrow \mathrm{Al}(s) + \mathrm{Mg}^{2+}(aq).
O conteúdo envolvido é eletroquímica de células galvânicas: escrever semirreacões de oxidação e redução, balancear elétrons e calcular o potencial padrão E^\circ_{\rm célula}é.

Passo 2

Escrevemos as semirreacões padrão, identificando qual ocorre como redução e qual como oxidação. Pelas tabelas de potenciais padrão temos:
\text{redução (cátodo)}:\quad \mathrm{Al}^{3+}(aq) + 3\,e^- \longrightarrow \mathrm{Al}(s), \quad E^\circ_{\rm red} = -1,66\;\mathrm{V};çãá
\text{redução (tabela)}:\quad \mathrm{Mg}^{2+}(aq) + 2\,e^- \longrightarrow \mathrm{Mg}(s), \quad E^\circ_{\rm red} = -2,37\;\mathrm{V}.çã
Como a célula mostra \mathrm{Mg}(s) sendo oxidado, invertemos a segunda semirreacão para obter a oxidação:
\text{oxidação (ânodo)}:\quad \mathrm{Mg}(s) \longrightarrow \mathrm{Mg}^{2+}(aq) + 2\,e^-, \quad E^\circ_{\rm ox} = +2,37\;\mathrm{V}.çãâ

Passo 3

Para balancear o número de elétrons trocados, igualamos a carga eletrônica multiplicando:
  • a semirreacão de oxidação ( 2 e^{-}) por 3,
  • a semirreacão de redução de \mathrm{Al}^{3+} ( 3 e^{-}) por 2.
Isso gera:
3\;\mathrm{Mg}(s)\longrightarrow 3\;\mathrm{Mg}^{2+}(aq)+6\,e^-
2\;\mathrm{Al}^{3+}(aq)+6\,e^-\longrightarrow 2\;\mathrm{Al}(s)

Passo 4

Somando as duas semirreacões cancelando os 6 e^{-}, obtemos a equação global balanceada:
2\;\mathrm{Al}^{3+}(aq) + 3\;\mathrm{Mg}(s)\longrightarrow 2\;\mathrm{Al}(s) + 3\;\mathrm{Mg}^{2+}(aq)

Passo 5

O potencial padrão da célula é dado por
E^\circ_{\rm célula}=E^\circ_{\rm cátodo}-E^\circ_{\rm ânodo}éáâ
ou também por
E^\circ_{\rm célula}=E^\circ_{\rm ox}+E^\circ_{\rm red}é
Logo,
E^\circ_{\rm célula}=+2,37 + (-1,66)=0,71\;\mathrm{V}.é

Resposta

(a) Semirreações:
\mathrm{Al}^{3+}(aq) + 3\,e^-\longrightarrow \mathrm{Al}(s),\quad \mathrm{Mg}(s)\longrightarrow \mathrm{Mg}^{2+}(aq)+2\,e^-.
(b) Reação balanceada:
2\;\mathrm{Al}^{3+}(aq) + 3\;\mathrm{Mg}(s)\longrightarrow 2\;\mathrm{Al}(s) + 3\;\mathrm{Mg}^{2+}(aq).
(c) Potencial da célula:
E^\circ_{\rm célula}=0,71\;\mathrm{V}.é

Exercícios relacionados