1. Observando a pilha \mathbf{C o}, \mathbf{C o}^{\mathbf{2 +}} / / \mathbf{A u}^{\mathbf{3 +}}, Au.
    a) Quais as semi-reações?
    b) Qual a reação global?
    c) Quem sofre oxidação?
    d) Quem sofre redução?
    e) Qual o eletrodo positivo ou cátodo?
    f) Qual o eletrodo negativo ou ânodo?
    g) Qual o sentido do fluxo de elétrons pelo fio?
    h) Que eletrodo será gasto?
    i) Qual dos eletrodos terá a sua massa aumentada?
    j) Que solução concentra?
    k) Que solução dilui?

Passo 1

O enunciado apresenta uma célula galvânica formada pelos eletrodos de cobalto e ouro, com a configuração
\text{Co(s)} \;/\; \text{Co}^{2+}(aq) \;||\; \text{Au}^{3+}(aq)\;/\;\text{Au(s)}.
O conteúdo é reações de oxirredução em pilhas eletroquímicas, envolvendo semirreações, reação global, identificação de anodo/cátodo, fluxo de elétrons, desgaste de eletrodos e variação de concentração das soluções.

Passo 2

As semirreações são obtidas lembrando que o cobalto metálico pode se oxidar a \text{Co}^{2+} e o íon \text{Au}^{3+} pode se reduzir a ouro metálico. Logo:
A semirreação de oxidação é
\text{Co(s)} \;\longrightarrow\; \text{Co}^{2+}(aq) + 2\,\text{e}^-.
A semirreação de redução é
\text{Au}^{3+}(aq) + 3\,\text{e}^- \;\longrightarrow\; \text{Au(s)}.

Passo 3

Para combinar as semirreações, igualamos o número de elétrons trocados. O mínimo múltiplo comum entre 2 e 3 é 6, então multiplicamos a oxidação por 3 e a redução por 2, obtendo a reação global:
3\,\text{Co(s)} + 2\,\text{Au}^{3+}(aq) \;\longrightarrow\; 3\,\text{Co}^{2+}(aq) + 2\,\text{Au(s)}.

Passo 4

Na reação global acima, o cobalto metálico foi convertido em \text{Co}^{2+}, portanto quem sofreu oxidação foi o Co(s).
O íon \text{Au}^{3+} capturou elétrons para virar Au(s), logo quem sofreu redução foi o Au ^{3+}.

Passo 5

O eletrodo onde ocorre a redução é o cátodo, que no caso é o eletrodo de ouro. O eletrodo onde ocorre a oxidação é o ânodo, que é o eletrodo de cobalto.

Passo 6

Os elétrons fluem do anodo para o cátodo através do fio condutor, ou seja, do eletrodo de Co em direção ao eletrodo de Au.

Passo 7

No ânodo (Co) o metal é desgastado, dissolvendo-se como \text{Co}^{2+}: portanto, o eletrodo de cobalto será consumido.
No cátodo (Au) íons \text{Au}^{3+} são reduzidos e depositados como ouro metálico, aumentando a massa do eletrodo de ouro.

Passo 8

A solução do ânodo recebe íons \text{Co}^{2+}, logo sua concentração aumenta (concentra).
A solução do cátodo perde íons \text{Au}^{3+}, logo sua concentração diminui (dilui).

Resposta

(a) Semirreação de oxidação: \text{Co(s)} \to \text{Co}^{2+}(aq) + 2\,\text{e}^-.
Semirreação de redução: \text{Au}^{3+}(aq) + 3\,\text{e}^- \to \text{Au(s)}.
(b) Reação global:
3\,\text{Co(s)} + 2\,\text{Au}^{3+}(aq) \to 3\,\text{Co}^{2+}(aq) + 2\,\text{Au(s)}.
(c) Oxidação: \text{Co(s)}.
(d) Redução: \text{Au}^{3+}(aq).
(e) Eletrodo positivo/cátodo: ouro (Au).
(f) Eletrodo negativo/ânodo: cobalto (Co).
(g) Fluxo de elétrons: de Co(s) para Au(s) pelo fio.
(h) Eletrodo gasto: Co(s).
(i) Eletrodo com massa aumentada: Au(s).
(j) Solução que concentra: a do anôdo (C o^{2}⁺).
(k) Solução que dilui: a do cátodo (A u^{3}⁺).

Exercícios relacionados