( 2,0 pontos) Uma célula voltaica (pilha) é construída com duas semi-células de Zn(s)^- Zn^2+(aq) cdot A primeira semi-célula tem [Zn^2+]=1,8 mol / L, e a segunda tem [Zn ^2+]=1 times 10^-2 mol / L. Responda:
Para cada semi-célula, determine se a [Zn^+2] vai aumentar, diminuir ou permanecer inalterada à medida que a célula (pilha) funciona.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre uma célula voltaica feita com duas semi-células de zinco (Zn/Zn²⁺). A primeira semi-célula tem uma concentração de íons Zn²⁺ de 1,8 mol/L e a segunda tem uma concentração de 1 × 10⁻² mol/L. Nosso objetivo é descobrir se, em cada uma dessas semi-células, a concentração de Zn²⁺ vai aumentar, diminuir ou ficar a mesma quando a pilha estiver funcionando. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre reações de oxirredução e como elas acontecem em células eletroquímicas.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que em uma célula voltaica, temos duas semi-células: uma onde ocorre a oxidação (perda de elétrons) e outra onde ocorre a redução (ganho de elétrons). No caso das semi-células de zinco, a reação de oxidação é:
Zn(s) Zn^2+(aq) + 2,e^-
E a reação de redução é:
Zn^2+(aq) + 2,e^- Zn(s)
Então, em uma das semi-células, o zinco metálico vai se oxidar, liberando íons Zn²⁺, e na outra, os íons Zn²⁺ vão se reduzir, formando zinco metálico.

Passo 3

Vamos analisar cada semi-célula separadamente.
Primera Semi-Célula ([Zn²⁺] = 1,8 mol/L):
Como a concentração de Zn²⁺ é mais alta, é mais fácil para os íons Zn²⁺ ganharem elétrons e se reduzirem a zinco metálico. Isso significa que nesta semi-célula ocorre a redução. Conforme os íons Zn²⁺ são consumidos para formar zinco metálico, a concentração de Zn²⁺ diminui.
Segunda Semi-Célula ([Zn²⁺] = 1 × 10⁻² mol/L):
Aqui, a concentração de Zn²⁺ é bem baixa, então é mais provável que o zinco metálico perca elétrons e se oxide, liberando mais íons Zn²⁺ no meio. Portanto, nesta semi-célula ocorre a oxidação. À medida que o zinco metálico se oxida, a concentração de Zn²⁺ aumenta.

Resposta

Na semi-célula com [Zn²⁺] = 1,8 mol/L, a concentração de Zn²⁺ diminui à medida que a célula funciona. Já na semi-célula com [Zn²⁺] = 1 × 10⁻² mol/L, a concentração de Zn²⁺ aumenta durante o funcionamento da célula.

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