Escreva o diagrama de célula que utiliza cada uma das seguintes reações:
(a) \mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g})+\mathrm{Cl}_{2}(\mathrm{~g}) \longrightarrow 2 \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq})
(b) \mathrm{Cl}_{2}(g)+\mathrm{Cd}(s) \longrightarrow \mathrm{Cd}^{2+}(a q)+2 \mathrm{Cl}^{-}(a q)
(c) 2 \mathrm{Ag}^{+}(a q)+\mathrm{Cu}(s) \longrightarrow 2 \mathrm{Ag}(s)+\mathrm{Cu}^{2+}(a q)
(d) 14 \mathrm{H}^{+}(a q)+\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}{ }^{2-}(a q)+6 \mathrm{Fe}^{2+}(a q) \longrightarrow 2 \mathrm{Cr}^{3+}(a q)+6 \mathrm{Fe}^{3+}(a q)+7 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}

Passo 1

O enunciado pede para escrever, em notação de diagrama de célula eletroquímica, cada uma das quatro reações fornecidas. O conteúdo envolvido é eletroquímica de semi-reações, identificação de ânodo e cátodo e uso de eletrodos (metálicos ou inertes).

Passo 2

Método geral:
  1. Escreva as semi-reações de oxidação e redução, garantindo o balanço de elétrons.
  2. Identifique o ânodo (oxidação) e o cátodo (redução).
  3. Quando não houver metal participante como eletrodo, indique um eletrodo inerte de platina Pt.
  4. Monte o diagrama de célula no formato
    \text{ânodo}\mid\text{fases do ânodo}\parallel\text{fases do cátodo}\mid\text{cátodo}ââáá,
    usando barra simples \mid para fronteiras de fase, barra dupla \parallel para ponte salina e vírgula para espécies na mesma fase.

Passo 3

Para (a)
Reação: \mathrm{H}_{2}(g)+\mathrm{Cl}_{2}(g)\to2\,\mathrm{H}^{+}(aq)+2\,\mathrm{Cl}^{-}(aq)
Semi-reações:
Oxidação: \mathrm{H}_{2}(g)\to2\,\mathrm{H}^{+}(aq)+2e^{-}
Redução: \mathrm{Cl}_{2}(g)+2e^{-}\to2\,\mathrm{Cl}^{-}(aq)
Ânodo: ramo do hidrogênio (usa Pt);
Cátodo: ramo do cloro (usa Pt).

Passo 4

Para (b)
Reação: \mathrm{Cl}_{2}(g)+\mathrm{Cd}(s)\to\mathrm{Cd}^{2+}(aq)+2\,\mathrm{Cl}^{-}(aq)
Semi-reações:
Oxidação: \mathrm{Cd}(s)\to\mathrm{Cd}^{2+}(aq)+2e^{-}
Redução: \mathrm{Cl}_{2}(g)+2e^{-}\to2\,\mathrm{Cl}^{-}(aq)
Ânodo: Cd(s) \midCd ^{2+};
Cátodo: Cl _2 \midCl ^- com eletrodo inerte Pt.

Passo 5

Para (c)
Reação: 2\,\mathrm{Ag}^{+}(aq)+\mathrm{Cu}(s)\to2\,\mathrm{Ag}(s)+\mathrm{Cu}^{2+}(aq)
Semi-reações:
Oxidação: \mathrm{Cu}(s)\to\mathrm{Cu}^{2+}(aq)+2e^{-}
Redução: 2\,\mathrm{Ag}^{+}(aq)+2e^{-}\to2\,\mathrm{Ag}(s)
Ânodo: Cu(s) \midCu ^{2+};
Cátodo: Ag ^+ \midAg(s).

Passo 6

Para (d)
Reação:
14\,\mathrm{H}^{+}(aq)+\mathrm{Cr}_{2}\mathrm{O}_{7}^{2-}(aq)+6\,\mathrm{Fe}^{2+}(aq)\to2\,\mathrm{Cr}^{3+}(aq)+6\,\mathrm{Fe}^{3+}(aq)+7\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(l)
Semi-reações:
Oxidação: 6\,\mathrm{Fe}^{2+}(aq)\to6\,\mathrm{Fe}^{3+}(aq)+6e^{-}
Redução:
\mathrm{Cr}_{2}\mathrm{O}_{7}^{2-}(aq)+14\,\mathrm{H}^{+}(aq)+6e^{-}\to2\,\mathrm{Cr}^{3+}(aq)+7\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(l)
Ânodo e cátodo não têm metal sólido, então usam eletrodos inertes Pt.

Resposta

(a) \mathrm{Pt}(s)\mid \mathrm{H}_{2}(g)\mid \mathrm{H}^{+}(aq)\parallel \mathrm{Cl}^{-}(aq)\mid \mathrm{Cl}_{2}(g)\mid \mathrm{Pt}(s)
(b) \mathrm{Cd}(s)\mid \mathrm{Cd}^{2+}(aq)\parallel \mathrm{Cl}^{-}(aq)\mid \mathrm{Cl}_{2}(g)\mid \mathrm{Pt}(s)
(c) \mathrm{Cu}(s)\mid \mathrm{Cu}^{2+}(aq)\parallel \mathrm{Ag}^{+}(aq)\mid \mathrm{Ag}(s)
(d) \mathrm{Pt}(s)\mid \mathrm{Fe}^{2+}(aq),\mathrm{Fe}^{3+}(aq)\parallel \mathrm{Cr}_{2}\mathrm{O}_{7}^{2-}(aq),\mathrm{H}^{+}(aq)\mid \mathrm{Cr}^{3+}(aq),\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(l)\mid \mathrm{Pt}(s)

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