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

Passo 1

O enunciado pede as meias-reações e a equação global balanceada da célula galvânica \mathrm{Fe}(\mathrm{s})\bigl|\mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq})\bigr|\mathrm{Fe}^{3+}(\mathrm{aq})\bigl|\mathrm{Fe}(\mathrm{s}).
O conteúdo é reação de oxirredução em célula galvânica, precisamos identificar ânodo e cátodo, escrever as meias-reações e balancear elétrons.

Passo 2

Identificamos os pares redox em cada eletrodo:
– No eletrodo da esquerda (ânodo), o par é \mathrm{Fe}/\mathrm{Fe}^{2+} com meia-reação de oxidação
\mathrm{Fe}(\mathrm{s}) \;\to\;\mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq})\;+\;2\,\mathrm{e}^-
– No eletrodo da direita (cátodo), o par é \mathrm{Fe}^{3+}/\mathrm{Fe}^{2+} com meia-reação de redução
\mathrm{Fe}^{3+}(\mathrm{aq})\;+\;\mathrm{e}^-\;\to\;\mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq})

Passo 3

Balanceamos os elétrons: a oxidação gera 2 e^{-}, a redução consome 1 e^{-}, então multiplicamos a redução por 2
2\;\bigl[\mathrm{Fe}^{3+} + \mathrm{e}^- \to \mathrm{Fe}^{2+}\bigr]\;\Longrightarrow\;2\,\mathrm{Fe}^{3+} + 2\,\mathrm{e}^- \to 2\,\mathrm{Fe}^{2+}

Passo 4

Somamos as duas meias-reações, cancelando os 2 e^{-}:
\mathrm{Fe}(\mathrm{s}) \;\to\;\mathrm{Fe}^{2+} + 2\,\mathrm{e}^- \quad\bigl|\bigr| \;2\,\mathrm{Fe}^{3+} + 2\,\mathrm{e}^- \;\to\;2\,\mathrm{Fe}^{2+} \hspace{4cm}\downarrow \mathrm{Fe}(\mathrm{s}) \;+\;2\,\mathrm{Fe}^{3+}(\mathrm{aq}) \;\to\; 3\,\mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq})

Resposta

Meias-reações:
\text{ânodo: }\mathrm{Fe}(\mathrm{s}) \to \mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{e}^-â
\text{cátodo: }2\,\mathrm{Fe}^{3+}(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{e}^- \to 2\,\mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq})á
Equação global:
\mathrm{Fe}(\mathrm{s}) + 2\,\mathrm{Fe}^{3+}(\mathrm{aq}) \to 3\,\mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq})

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