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
e
. Os potenciais padrão de eletrodo são dados por:
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:
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:
- Em uma célula galvânica espontânea, ocorre oxidação no ânodo e redução no cátodo.
- Cada meia-reação tem um potencial padrão de redução
. - Quanto mais negativo for
, menos favorecida é a redução desse par, logo ele tende a oxidar (virar ânodo). - Quanto mais positivo for
, mais favorecida é a redução, então esse eletrodo vira cátodo.
Passo 3
Agora, compara os valores:
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)
Cátodo: eletrodo de ferro (Fe)