Para evitar a corrosão de estruturas metálicas enterradas, como dutos e tanques, engenheiros utilizam sistemas de proteção catódica. Uma das técnicas consiste em acoplar um metal mais reativo ao ferro, de modo que ele seja oxidado no lugar do ferro, protegendo a estrutura. Em um teste experimental, uma célula galvânica foi montada usando ferro ( Fe ) e magnésio ( Mg ). As soluções eletrolíticas usadas são FeSO4 1,0 mol / L e MgSO4 1,0 mol / L. Os potenciais padrão de eletrodo são dados por:
& E^circ(Mg^2+ / Mg)=-2,37 V & E^circ(Fe^2+ / Fe)=-0,44 V
Qual eletrodo atua como ânodo e qual como cátodo nessa célula? Justifique com base nos potenciais padrão de redução.

Passo 1

Então, o enunciado diz que temos uma célula galvânica com dois eletrodos: ferro (Fe) em solução de FeSO₄ 1,0 mol/L e magnésio (Mg) em solução de MgSO₄ 1,0 mol/L. Os potenciais padrão de redução são:
E^circ(Mg^2+/Mg) = -2,37 V e E^circ(Fe^2+/Fe) = -0,44 V
O conteúdo aqui é eletroquímica, mais especificamente uso de potenciais padrão para identificar qual metal se oxida (ânodo) e qual se reduz (cátodo). Vamos precisar da regra de que, numa célula galvânica, o eletrodo com potencial de redução mais negativo vira ânodo (oxida) e o mais positivo vira cátodo (reduz).

Passo 2

Bora revisar a teoria básica:
  1. Em uma célula galvânica espontânea, ocorre oxidação no ânodo e redução no cátodo.
  2. Cada meia-reação tem um potencial padrão de redução .
  3. Quanto mais negativo for , menos favorecida é a redução desse par, logo ele tende a oxidar (virar ânodo).
  4. Quanto mais positivo for , mais favorecida é a redução, então esse eletrodo vira cátodo.

Passo 3

Agora, compara os valores:
E^circ(Mg^2+/Mg) = -2,37 V e E^circ(Fe^2+/Fe) = -0,44 V
Como é bem mais negativo que , o magnésio é o que tem menor tendência a reduzir. Isso significa que, nessa célula, o Mg metal será oxidado (perde elétrons) — ou seja, é o ânodo. Consequentemente, o ferro será onde a redução acontece — o cátodo.

Resposta

Anôdo: eletrodo de magnésio (Mg)
Cátodo: eletrodo de ferro (Fe)

Exercícios relacionados