Identifique as reações catódicas e anódicas do processo corrosivo formado pelas seguintes pilhas de corrosão:
Estanho em meio ácido sem aeração.

Passo 1

O enunciado pede: identificar as reações catódicas e anódicas do processo corrosivo para o sistema fornecido. Informação dada:
  • Metal: estanho metálico (representado por \mathrm{Sn_{(s)}}).
  • Meio: ácido (existem \mathrm{H^+} disponíveis).
  • Condição: sem aeração (não há oxigênio dissolvido \mathrm{O_2} atuando como oxidante).
Perguntas que preciso responder (claras e simples):
  • Qual é a meia-reação anódica (onde ocorre oxidação)?
  • Qual é a meia-reação catódica (onde ocorre redução)?
  • Qual é a reação global da corrosão (opcionalmente, para entender o processo)?

Passo 2

Conceitos básicos que vou usar (explicados passo a passo, sem pular etapas):
  • Oxidação é perda de elétrons; redução é ganho de elétrons. Uma “meia-reação” mostra apenas uma dessas mudanças.
  • No anodo a matéria é oxidada (perde elétrons) e esses elétrons saem pelo metal; no catodo ocorre a redução (os elétrons consumidos ali vêm do ânodo).
  • Para decidir qual espécie vai ser reduzida (catodo) devemos olhar quais oxidantes estão presentes no sistema e qual deles é mais fácil de reduzir. Em condições normais, uma redução com potencial padrão mais positivo é termodinamicamente mais favorável.
  • Aqui temos as espécies relevantes: o metal \mathrm{Sn_{(s)}} (que pode ser oxidado a íons \mathrm{Sn^{2+}} ou \mathrm{Sn^{4+}}) e prótons \mathrm{H^+} (presente no meio ácido) que podem ser reduzidos a \mathrm{H_2}. Não há \mathrm{O_2}, então a redução do oxigênio não compete.

Passo 3

Escrever as meia-reações candidatas e seus potenciais padrão (valores padrão conhecidos e úteis em prova):
  • Meia-reação de redução do estanho (forma mais comum de oxidação do metal é para \mathrm{Sn^{2+}}):
\mathrm{Sn^{2+} + 2e^- \longrightarrow Sn_{(s)}}, \quad E^\circ \approx -0{,}14\\ \mathrm{V}.
  • Meia-reação de redução do hidrogênio (prótons) em meio ácido:
\mathrm{2H^+ + 2e^- \longrightarrow H_2(g)}, \quad E^\circ = 0{,}00\\ \mathrm{V}.
(estes são valores padrão tabelados; em prova pode pedir para lembrar ou eles podem ser fornecidos.)
Interpretação prática:
  • Entre as duas reações de redução, a que tem potencial mais positivo ( 0{,}00\\ \mathrm{V} para \mathrm{H^+/H_2}) é a mais favorecida como redução. Portanto, \mathrm{H^+} será reduzido (catódico) e o estanho metálico será oxidado (anódico), porque o metal tem potencial de redução mais negativo ( -0{,}14\\ \mathrm{V}) — isto significa que, na combinação espontânea, o sentido será o inverso dessa meia-reação (oxidação do metal).

Passo 4

Montar as meia-reações levando em conta o sentido real no circuito de corrosão:
  • No anodo (oxidação): escrever a reação de oxidação correspondente à inversão da meia-reação de redução do \mathrm{Sn}:
\mathrm{Sn_{(s)} \longrightarrow Sn^{2+} + 2e^-}.
  • No catodo (redução): manter a redução favorável do \mathrm{H^+}:
\mathrm{2H^+ + 2e^- \longrightarrow H_2(g)}.

Passo 5

Checar balanço de massa e carga e escrever a reação global (elétrons se cancelam):
  • Somando anodo + catodo, os 2e^- se cancelam:
\mathrm{Sn_{(s)} + 2H^+ \longrightarrow Sn^{2+} + H_2(g)}.
Esta é a equação global da corrosão do estanho em meio ácido sem aeração: o metal é convertido em íons \mathrm{Sn^{2+}} e libera gás hidrogênio.

Passo 6

Interpretação final e dicas rápidas para a prova (modo “cola mental”):
  • Regra prática: se não há oxigênio na solução ácida, a redução mais comum é a dos prótons para \mathrm{H_2}. Se houver oxigênio dissolvido, a redução do oxigênio pode tomar o lugar do hidrogênio.
  • Para decidir anodo vs catodo em outros casos: liste as espécies redutoras/oxidantes possíveis, escreva as meia-reações de redução e compare os E^\circ; a que tiver maior E^\circ será reduzida (catodo) e a outra oxidada (anodo). Sempre balanceie elétrons para obter a reação global.
  • No caso do estanho, a forma \mathrm{Sn^{2+}} é a mais comum na corrosão inicial; oxidação a \mathrm{Sn^{4+}} existe em condições especiais, mas não é a primeira escolha em meio ácido simples sem agentes oxidantes fortes.

Resposta

Anódica: \mathrm{Sn_{(s)} \longrightarrow Sn^{2+} + 2e^-}
Catódica: \mathrm{2H^+ + 2e^- \longrightarrow H_2(g)}

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