Considere as semirreações:
a) Se a pilha é do tipo padrão, escreva a reação global espontânea e calcule a voltagem que é gerada.
b) Diga quem é o cátodo e o ânodo na pilha formada.
c) Em qual sentido os elétrons se deslocarão?
d) Em quais eletrodos ocorrerá corrosão e aumento de massa?
e) Faça a representação da pilha.
Tabela de potenciais de eletrodos padrão
Potencial de redução ( lll Cr(s) Cr^3+ ( aq )+3 e^- & E^circ red =-0,74 V & E^circ oxid =+0,74 V Cd(s) Cd^2+ (aq) +2 e^- & E^circ red =-0,40 V & E^circ oxid =+0,40 V ) Estado reduzido Estado oxidado Potencial de oxidação ( |c|c|c|c|c| hline Potencial de redução ( ( E red ^0 ) ) & mu )
-3,04 Li +3,04
-2,92 K +2,92
-2,90 Ba +2,90
-2,89 Sr + 2,89
-2,87 Ca + 2,87
-2,71 Na + 2,71
-2,37 Mg +2,37
-1,66 Al +1,66
-1,18 Mn +1,18
-0,83 +0,83
-0,76
-0,74 Cr +0,74
-0,48 +0,48
-0,44 Fe +0,44
-0,28 Co +0,28
-0,23 Ni +0,23
-0,13 Pb +0,13
0,00 0,00
+0,15 -0,15
+0,34 Cu -0,34
+0,40 -0,40
+0,52 Cu -0,52
+0,54 -0,54
-0,77
Ag -0,80
+0,85 Hg -0,85
+1,09 -1,09
+1,23 -1,23
+1,36 -1,36
+2,87 -2,87

Passo 1

Beleza, a questão é de Eletroquímica: a gente tem duas semi-reações padrões
Cr(s)to Cr^3+(aq) + 3e^- , E^circred=-0,74, V Cd(s)to Cd^2+(aq) + 2e^- , E^circred=-0,40, V
O que pedem:
a) reação global espontânea e tensão da pilha;
b) cátodo e ânodo;
c) sentido do fluxo de elétrons;
d) onde rola corrosão e onde rola depósito (aumento de massa);
e) representação em notação de pilha.
Pra resolver a gente vai usar:
  • Conceito de potencial padrão de redução;
  • Regra de que a semi-reação com E°red mais positivo é a que reduz no cátodo;
  • E°_cel = E°_red(cátodo) – E°_red(ânodo);
  • Balanço de elétrons (ajustar e⁻);
  • Definições de ânodo (oxida, perde massa) e cátodo (reduz, ganha massa).

Passo 2

Primeiro, comparar os potenciais de redução:
E^circred(Cd^2+/Cd)=-0,40;>;E^circred(Cr^3+/Cr)=-0,74
Logo, a reação de redução espontânea é
Cd^2+ + 2e^- ;longrightarrow;Cd,
e a de oxidação é
Cr;longrightarrow;Cr^3+ + 3e^-
Pra somar, igualamos elétrons: multiplica a redução por 3 e a oxidação por 2:
2,Crto 2,Cr^3+ + 6e^- 3,Cd^2++6e^-to 3,Cd Longrightarrow 2,Cr +3,Cd^2+to 2,Cr^3++3,Cd
Agora a tensão de célula padrão:
E^circcel ;=; E^circred(cátodo) ;-; E^circred(ânodo) ;=;(-0,40)-(-0,74) ;=;+0,34; V áâ

Passo 3

Identificando eletrodos:
  • ânodo = onde ocorre oxidação = eletrodo de Cr(s)
  • cátodo = onde ocorre redução = eletrodo de Cd(s)

Passo 4

Como no ânodo o Cr libera elétrons, eles fluem por fio externo do Cr (ânodo) para o Cd (cátodo).

Passo 5

  • Corrosão (dissolução) rola no ânodo (Cr perde átomos e massa).
  • Depósito (aumento de massa) rola no cátodo (Cd²⁺ vira Cd metálico e gruda lá).

Passo 6

Notação de pilha padrão (1 M em cada íon):
Cr(s);|;Cr^3+(1, M);||;Cd^2+(1, M);|;Cd(s)

Resposta

a) Reação global espontânea:
2,Cr +3,Cd^2+;longrightarrow;2,Cr^3++3,Cd,
com .
b) ânodo: Cr(s); cátodo: Cd(s).
c) elétrons vão do Cr (ânodo) para o Cd (cátodo).
d) corrosão no Cr(s); aumento de massa no Cd(s).
e) .

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