Indique o ânodo e o cátodo das pilhas construídas com os seguintes pares de metais, calcule o potencial padrão e indique se a pilha é espontânea.
Zn e Mg

Passo 1

O enunciado pede para montar uma pilha com os metais zinco e magnésio, identificando qual eletrodo é o ânodo e qual é o cátodo, calcular o potencial padrão da célula e dizer se a reação é espontânea. O conteúdo é eletroquímica de pilhas e usamos potenciais padrão de redução para comparar a tendência de ocorrer oxidação ou redução.

Passo 2

Anotamos os potenciais padrão de redução de cada par metálico:
– Para magnésio:
\text{Mg}^{2+} + 2e^- \to \text{Mg}
E_{\text{red}}^\circ = -2,37\\ \mathrm{V}
– Para zinco:
\text{Zn}^{2+} + 2e^- \to \text{Zn}
E_{\text{red}}^\circ = -0,76\\ \mathrm{V}

Passo 3

O metal com o potencial de redução mais negativo oxida-se mais facilmente, servindo de ânodo. Como -2,37\\ \mathrm{V}< -0,76\\ \mathrm{V}, o magnésio é o ânodo (oxida-se) e o zinco é o cátodo (reduz-se).

Passo 4

Escrevemos as semi-reações na pilha:
Oxidação (ânodo):
\text{Mg} \to \text{Mg}^{2+} + 2e^-,\quad E_{\text{ox}}^\circ = +2,37\\ \mathrm{V}
Redução (cátodo):
\text{Zn}^{2+} + 2e^- \to \text{Zn},\quad E_{\text{red}}^\circ = -0,76\\ \mathrm{V}
O potencial padrão da célula é
E_{\text{celula}}^\circ = E_{\text{red}}^\circ(\text{cátodo}) \;-\; E_{\text{red}}^\circ(\text{ânodo})áâ
E_{\text{celula}}^\circ = (-0,76) - (-2,37) = 1,61\\ \mathrm{V}

Passo 5

Como E_{\text{celula}}^\circ=1,61\\ \mathrm{V}>0, a reação da pilha é espontânea.

Resposta

Ânodo: Mg
Cátodo: Zn
E_{\text{celula}}^\circ = 1,61\\ \mathrm{V}
Reação espontânea.

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