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
Escreva as semirreações que ocorrem em cada eletrodo e a equação global da reação da célula.

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que o enunciado pede. É um exercício de Eletroquímica, mais especificamente de célula galvânica (proteção catódica). Temos dois eletrodos: magnésio (Mg) e ferro (Fe), cada um numa solução 1,0 mol/L do seu sulfato. Os potenciais padrão são
E^circ(Mg^2+/Mg)=-2,37 V, E^circ(Fe^2+/Fe)=-0,44 V
O que precisamos encontrar são as semi-reações que ocorrem em cada eletrodo (oxidação no anodo e redução no catodo) e, por fim, a reação global da célula.

Passo 2

Na célula galvânica, a oxidação rola no ânodo e a redução no cátodo. Pra saber qual metal é oxidado, a gente compara os potenciais padrão: o mais negativo empurra mais fácil elétrons para fora, então é o que vai oxidar. Aqui:
E^circ(Mg^2+/Mg)=-2,37 V
é mais negativo que
E^circ(Fe^2+/Fe)=-0,44 V
Logo, o magnésio é oxidado no ânodo. A semi-reação de oxidação é:
Mg(s)longrightarrow Mg^2+(aq)+2e^-

Passo 3

No cátodo ocorre redução: a espécie que vai ganhar elétrons é a que tem potencial mais positivo—invertendo a reação de dissolução do Fe. A semi-reação de redução é:
Fe^2+(aq)+2e^-longrightarrow Fe(s)

Passo 4

Pra montar a reação global, somamos as duas semi-reações. Como cada uma envolve 2 elétrons, não precisamos multiplicar nada. Bastam cancelar os Mg(s)&longrightarrow Mg^2+(aq)+2e^- Fe^2+(aq)+2e^-&longrightarrow Fe(s)hline Mg(s)+Fe^2+(aq)&longrightarrow Mg^2+(aq)+Fe(s) de cada lado:

Resposta

Semi-reações:
Anôdo (oxidação): Mg(s)+Fe^2+(aq)longrightarrow Mg^2+(aq)+Fe(s)
Cátodo (redução):
Reação global da célula:

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