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:
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
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:
é mais negativo que
Logo, o magnésio é oxidado no ânodo. A semi-reação de oxidação é:
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:
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
de cada lado:
Resposta
Semi-reações:
Anôdo (oxidação):
Cátodo (redução):
Anôdo (oxidação):
Cátodo (redução):
Reação global da célula: