Para a reação
V): a) Calcule
cel.
b) Indique oxidante e redutor.
b) Indique oxidante e redutor.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas: calcular o potencial padrão da célula (
) para a reação
e indicar qual é o agente oxidante e qual é o agente redutor.
As informações fornecidas são os potenciais padrão de redução para os pares:
As informações fornecidas são os potenciais padrão de redução para os pares:
Não há mais dados; tudo será considerado em condições-padrão.
Passo 2
Entendendo as semi-reações como dadas (sempre escrevemos as meias-reações no sentido de redução quando nos dão
de redução):
Redução do cério:
Redução do ferro:
Explicação rápida do que isso quer dizer: cada
acima é a tendência de aquela espécie em ganhar um elétron (ser reduzida). Quanto maior (mais positivo) o
, maior a tendência de sofrer redução.
Passo 3
Para montar a célula, a meia-reação com maior potencial padrão de redução atua como redução (cátodo) e a outra é revertida (oxidação, no ânodo). Compare os valores:
Como
, a redução ocorrerá no par
e a oxidação será o par ferro no sentido inverso (ou seja,
).
Passo 4
Escrevendo explicitamente as meias-reações que ocorrem na célula:
Cátodo (redução):
Ânodo (oxidação, escrita como redução original invertida):
redução dada (original): com
.
Invertendo para oxidação:
redução dada (original):
Invertendo para oxidação:
Observação sobre balanceamento de elétrons: ambas as meias-reações envolvem
elétron, então não precisamos multiplicar nenhuma delas para igualar o número de elétrons — a reação global dada já está balanceada em elétrons:
Passo 5
Fórmula para o potencial padrão da célula: existem duas formas equivalentes de calcular
.
Forma direta (mais usada):
onde
e
são os potenciais de redução padrão dos pares, sendo o cátodo o que é reduzido e o ânodo o que é oxidado. Atenção: usar o potencial de redução para ambos e subtrair.
Justificativa simples: ao somar a redução do cátodo com a oxidação do ânodo (que é a redução invertida), o potencial da célula fica como diferença entre os potenciais de redução.
Passo 6
Aplicando a fórmula com os valores dados:
Portanto
Explicando a conta: subtraímos
de
. Se preferir ver passo a passo:
e
.
Passo 7
Agora identificar agentes:
-
Agente oxidante: é a espécie que causa oxidação do outro, ou seja, ela própria se reduz (ganha elétron). Na reação,
é reduzido para , então é o agente oxidante (aceita elétron). -
Agente redutor: é a espécie que causa redução do outro, ou seja, ela própria se oxida (perde elétron). Na reação,
é oxidado para , então é o agente redutor (doa elétron).
Breve incentivo: você já fez a parte conceitual — comparar potenciais de redução e aplicar a fórmula é a técnica que cai direto na prova. Tá indo bem!
Resposta
Agente oxidante:
Agente redutor: