Uma indústria necessita estocar soluções de nitrato de níquel
1,0 mol/L a
. Para isso dispõem dos tanques A, B, C e D. Tanque A: Construído com Pb;
Taque B: Construído com Sn ;
Tanque C: Construído com
;
Tanque D: Construído com Cu e
Tanque E: Construído com Al.
Supondo que o potencial padrão de redução dos íons
é igual a
. Escreva o diagrama da célula para o tanque escolhido
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado quer saber qual dos tanques A, B, C, D ou E (feitos de Pb, Sn, Zn, Cu, Al) é “inofensivo” para estocar uma solução de Ni(NO₃)₂ 1,0 mol/L a 25 °C, ou seja, para que não ocorra reação de corrosão (dissolução do metal do tanque) nem depósito de níquel.
Conteúdo da matéria: eletroquímica – potenciais padrão de redução e critério de espontaneidade de uma pilha.
O que vamos precisar:
Conteúdo da matéria: eletroquímica – potenciais padrão de redução e critério de espontaneidade de uma pilha.
O que vamos precisar:
- Os potenciais padrão de redução dos pares M²⁺/M (já dados).
- O potencial padrão de redução Ni²⁺/Ni = +0,25 V.
- A fórmula do potencial de célula em condições padrão:
Passo 2
Vamos modelar a reação geral caso haja corrosão + depósito de Ni:
M(s) + Ni²⁺(aq) → M²⁺(aq) + Ni(s)
Aqui:
M(s) + Ni²⁺(aq) → M²⁺(aq) + Ni(s)
Aqui:
- o cátodo (redução) é Ni²⁺ + 2 e⁻ → Ni,
V - o ânodo (oxidação) é M → M²⁺ + 2 e⁻, cuja redução inversa M²⁺ + 2 e⁻ → M tem
dado.
Então,
Se
, a reação é espontânea (o metal do tanque corrói e níquel se deposita); se
, não há reação.
Passo 3
Calcular
para cada metal M (valores de
em V):
- Pb:
V → corrosão - Sn:
V → corrosão - Zn:
V → corrosão - Al:
V → corrosão - Cu:
V → NÃO espontâneo
Só o cobre dá
, ou seja, não corrói nem deposita níquel.
Passo 4
Agora que escolhemos Cu, montamos o diagrama de célula em condições-padrão (cada solução 1,0 M, 25 °C). Pela convenção, o ânodo fica à esquerda (oxidação) e o cátodo à direita (redução). Mesmo que a reação não seja espontânea, o esquema é:
Ni(s) | Ni²⁺(1,0 M) || Cu²⁺(1,0 M) | Cu(s)
Ni(s) | Ni²⁺(1,0 M) || Cu²⁺(1,0 M) | Cu(s)
Resposta
Ni(s) | Ni²⁺(1,0 M) || Cu²⁺(1,0 M) | Cu(s)