Um químico descobriu que o níquel metálico pode ceder elétrons espontaneamente em soluções de , e construiu a seguinte pilha: Para esta pilha, responda:
a) Quais são as semirreações em cada eletrodo?
b) Quem é o agente redutor e oxidante?
c) Quem é o catodo e o ânodo?
d) Quem é o polo positivo e negativo?
e) O que significa as barras retas únicas e duplas entre os símbolos do elemento na representação esquemática da pilha?
Passo 1
O enunciado descreve uma pilha eletroquímica montada como Ni(s) mid Cu^2+(aq) ;|!|; Ni^2+(aq) mid Cu(s).
Precisamos identificar as semirreações em cada eletrodo, determinar quem são os agentes redutor e oxidante, localizar ânodo e cátodo, definir quais polos são positivo e negativo e entender o significado das barras na representação da pilha.
Passo 2
Em toda pilha a oxidação ocorre no ânodo e a redução no cátodo. Neste caso sabe-se que o níquel metálico se oxida e o cátion cúprico se reduz. Logo:
No ânodo (oxidação) ocorre
Ni(s) longrightarrow Ni^2+(aq) + 2e^-
No cátodo (redução) ocorre
Cu^2+(aq) + 2e^- longrightarrow Cu(s)
Passo 3
O agente redutor é a espécie que doa elétrons e sofre oxidação; aqui é o Ni(s).
O agente oxidante é a espécie que recebe elétrons e sofre redução; aqui é o Cu^2+(aq).
Passo 4
O ânodo é o eletrodo onde ocorre oxidação, isto é, o eletrodo de níquel (Ni(s)midNi^2+(aq)).
O cátodo é o eletrodo onde ocorre redução, isto é, o eletrodo de cobre (Cu^2+(aq)midCu(s)).
Passo 5
No ânodo há excesso de elétrons e, portanto, polo negativo fica no eletrodo de níquel.
No cátodo há consumo de elétrons e, portanto, polo positivo fica no eletrodo de cobre.
Passo 6
A barra simples “mid” indica mudança de fase ou interface metal/solução na mesma semicélula.
A barra dupla “|!|” indica a ponte salina ou separação entre as duas semicélulas da pilha.