Escreva as meias-reaçōes e a equaçảo balanceada das reaçöes de célula de cada uma das seguintes células galvànicas:
(a) \mathrm{Zn}(\mathrm{s})\left|\mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq}) \| \mathrm{Au}^{3+}(\mathrm{aq})\right| \mathrm{Au}(\mathrm{s})

Passo 1

O enunciado pede as meias-reações de oxidação e redução e a reação global balanceada para a célula galvânica \mathrm{Zn}(s)\bigl|\mathrm{Zn}^{2+}(aq)\,\|\,\mathrm{Au}^{3+}(aq)\bigl|\mathrm{Au}(s).
O conteúdo é eletroquímica de células, em especial identificação de anodo (oxidação), cátodo (redução) e balanceamento dos elétrons.

Passo 2

Identificamos o anodo, onde ocorre oxidação. Como o zinco metálico tende a perder elétrons mais facilmente que o ouro, ele será oxidado:
\mathrm{Zn}(s) \longrightarrow \mathrm{Zn}^{2+}(aq) + 2e^-

Passo 3

Identificamos o cátodo, onde ocorre redução. O íon \mathrm{Au}^{3+} recebe elétrons para se converter em ouro metálico:
\mathrm{Au}^{3+}(aq) + 3e^- \longrightarrow \mathrm{Au}(s)

Passo 4

Para balancear elétrons, igualamos a quantidade que sai no anodo com a que entra no cátodo. O anodo fornece 2 e^{-} e o cátodo consome 3 e^{-}. Mínimo múltiplo comum de 2 e 3 é 6:
– Multiplicamos a meia-reação do anodo por 3:
3\,\mathrm{Zn}(s) \longrightarrow 3\,\mathrm{Zn}^{2+}(aq) + 6e^-
– Multiplicamos a meia-reação do cátodo por 2:
2\,\mathrm{Au}^{3+}(aq) + 6e^- \longrightarrow 2\,\mathrm{Au}(s)

Passo 5

Somamos as duas meias-reações, cancelando os 6e^-:
3\,\mathrm{Zn}(s) + 2\,\mathrm{Au}^{3+}(aq) \longrightarrow 3\,\mathrm{Zn}^{2+}(aq) + 2\,\mathrm{Au}(s)

Resposta

Meia-reação de oxidação (ânodo):
\mathrm{Zn}(s) \longrightarrow \mathrm{Zn}^{2+}(aq) + 2e^-
Meia-reação de redução (cátodo):
\mathrm{Au}^{3+}(aq) + 3e^- \longrightarrow \mathrm{Au}(s)
Reação global balanceada:
3\,\mathrm{Zn}(s) + 2\,\mathrm{Au}^{3+}(aq) \longrightarrow 3\,\mathrm{Zn}^{2+}(aq) + 2\,\mathrm{Au}(s)

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