Descreva o funcionamento de uma pilha que funciona a base de cobre e zinco, descrevendo quem é o anodo, o catodo e as reações envolvidas.
Passo 1
Você quer entender como funciona uma pilha construída com eletrodos de cobre e zinco. Esse é o clássico exemplo de pilha de Daniell, que envolve conceitos de semi-reações de oxidação e redução, posição de ânodo e cátodo e fluxo de elétrons pelo circuito externo. Vamos usar a definição de que no ânodo ocorre oxidação (perda de elétrons) e no cátodo ocorre redução (ganho de elétrons).
Passo 2
Identificamos as duas semi-reações possíveis: uma no eletrodo de zinco imerso em solução de
e outra no eletrodo de cobre imerso em solução de
. Para saber qual é ânodo e qual é cátodo, comparamos os potenciais padrão de redução:
O eletrodo com menor potencial de redução funciona como ânodo (oxida), e o com maior potencial como cátodo (reduz).
Passo 3
No ânodo (eletrodo de zinco) ocorre a oxidação do metal:
Isto significa que átomos de zinco liberam elétrons para o circuito externo e viram íons
na solução.
Passo 4
No cátodo (eletrodo de cobre) ocorre a redução dos íons cobre:
Aqui os elétrons vindos do ânodo são consumidos para depositar cobre metálico sobre o eletrodo.
Passo 5
Os elétrons fluem do zinco para o cobre pelo fio externo, gerando corrente elétrica. Para neutralizar as cargas, íons migram pela ponte salina ou pelo eletrólito. A reação global da pilha é a soma das duas semi-reações:
O potencial padrão da pilha é
Resposta
Ânodo (oxidação):
Cátodo (redução):
Reação global:
e