Escreva a reação da célula e as semirreações dos eletrodos e calcule o potencial padrão de cada uma das seguintes células:
Passo 1
O enunciado pede três coisas para a célula apresentada:
- Escrever as semirreações dos eletrodos (oxidação e redução).
- Escrever a reação global da célula.
- Calcular o potencial padrão da célula.
Informações fornecidas pelo enunciado que vamos usar:
- O eletrodo esquerdo é metálico:
em contato com solução de . Da solução vem o íon . - O eletrodo direito é um eletrodo de hidrogénio: solução aquosa de
(fonte de ), gás em contato com eletrodo inerte . - A notação da célula é
, que indica o eletrodo esquerdo (ânodo ou cátodo a determinar) e o direito (ânodo ou cátodo a determinar). - Vamos usar potenciais-padrão de redução: para
toma-se (eletrodo padrão de hidrogénio). Para usaremos o valor tabelado .
Passo 2
Interpretando quais espécies participam das semirreações:
- Da solução de
vem o íon . O metal sólido pode ser oxidado para ou o íon pode ser reduzido para metal — precisamos decidir a direção real pela comparação de potenciais. - No eletrodo de platina com
e a semirreação típica é a do par :
que tem
.
Passo 3
Decidir qual eletrodo será o cátodo (redução) e qual será o ânodo (oxidação) usando os potenciais-padrão:
- Potencial padrão de redução do par
é . - Potencial padrão de redução do par
é .
Regra: a espécie com maior (mais positivo)
de redução será reduzida (cátodo); a outra será oxidada (ânodo). Aqui
, logo:
- Cátodo (redução):
é reduzido a . - Ânodo (oxidação):
é oxidado a .
Escrevemos, então, as semirreações correspondentes (cada uma balanceada em massa e carga):
Anodo (oxidação):
Anodo (oxidação):
Catodo (redução):
Passo 4
Montar a reação global somando as semirreações e cancelando os elétrons:
Somando as duas semirreações (os se cancelam):
Somando as duas semirreações (os
Verificação: átomos de Cd, H e cargas estão balanceados (lado esquerdo carga total
pelo
; lado direito carga total
pelo
).
Passo 5
Calcular o potencial padrão da célula
.
Fórmula usada (diferença entre potencial de redução do cátodo e do ânodo):
Fórmula usada (diferença entre potencial de redução do cátodo e do ânodo):
Aqui:
Portanto:
Interpretação: positiva, a reação espontânea (em condições padrão) é a escrita acima, com
oxidando e
reduzindo.