Escreva as semi-reações e a equação balanceada das reações de célula de cada uma das seguintes células galvânicas.
Passo 1
O enunciado dá a célula galvânica em notação de células:
O que é pedido:
- Escrever as semi-reações (meio-reações) de oxidação e redução.
- Escrever a equação global balanceada da reação da célula.
Informações relevantes fornecidas:
- Eletrodo esquerdo: eletrodo de platina
imerso na solução contendo e . Ou seja, o par redox é . - Eletrodo direito:
com . Ou seja, o par redox é . - A platina
é eletrodo inerte (servirá apenas para transferência de elétrons, não participa quimicamente).
Passo 2
Conceitos essenciais que precisamos usar (explicação didática):
- Uma célula galvânica junta duas semi-reações: uma de redução (ganho de elétrons) e outra de oxidação (perda de elétrons). Os elétrons fluem da semi-reação de oxidação para a de redução.
- Para decidir qual semi-reação sofre redução espontaneamente, usamos os potenciais padrão de redução
. A semi-reação com maior tende a ser reduzida (cátodo); a com menor tende a ser oxidada (ânodo). - Valores padrão relevantes (tabelas comuns):
Observação: usei aqui os valores padrão típicos das tabelas para esses pares.
Interpretação desses números:
- Como
é maior que , isso significa que o íon tem maior tendência a ser reduzido que . Portanto, na célula espontânea, o lado da prata será o cátodo (redução) e o lado do ferro será o ânodo (oxidação).
Passo 3
Escrever as semi-reações como reduções padrão e depois inverter a que for oxidação:
- Redução do par prata (no cátodo — do dado acima):
Aqui está explícito: íon prata ganha um elétron e vira prata metálica.
- Para o par ferro, a forma de redução escrita da tabela é:
Mas, como decidimos que o lado do ferro atua como ânodo (ou seja, sofre oxidação), devemos escrever a semi-reação desse lado como oxidação (inverso da redução):
Explicação didática da inversão:
- Inverter a semi-reação de redução para obter a oxidação significa trocar o sentido das setas e, se quiser, mudar o sinal do potencial (mas aqui não precisamos calcular potenciais negativos, só precisamos da direção e das espécies).
- Note que ambas as semi-reações apresentam exatamente um elétron, o que facilita o balanceamento.
Passo 4
Balanceamento em elétrons e combinação das semi-reações:
- Semi-reações com elétrons:
ç ã â
- Como cada semi-reação envolve exatamente
elétron, podemos somá-las diretamente; os elétrons se cancelam:
Soma: - Verificação de conservação:
- Átomos:
. - Carga:
no total (à esquerda , à direita ): conservada.
- Átomos:
Passo 5
Comentário final e potencial da célula (útil para prova):
- A equação global está balanceada em massa e carga como apresentado.
- Valor do potencial padrão da célula (opcional, mas informativo):
Comoá â , a reação escrita é espontânea no sentido indicado (eletrões do ferro para a prata). - Resumo prático para a prova: identifique os potenciais padrão; o maior
reduz; escreva semi-reações; iguale elétrons; some.