Soluções ácidas de permanganato em água e soluções ácidas de dicromato são agentes oxidantes poderosos. Suponha que soluções dos dois reagentes foram preparadas e serviram como as duas meias-células em uma célula galvânica com eletrodos de platina que gera uma corrente em um circuito externo.
a) Determine o potencial padrão da célula assim construída.
b) Escreva a equação iônica simplificada da reação de célula que tem o potencial padrão positivo.
c) Escreva o diagrama de célula da reação.
a) Determine o potencial padrão da célula assim construída.
b) Escreva a equação iônica simplificada da reação de célula que tem o potencial padrão positivo.
c) Escreva o diagrama de célula da reação.
Passo 1
O enunciado descreve duas meias-células padrão em solução ácida: permanganato/
e dicromato/
, ambas com eletrodos de platina. Precisamos determinar:
- O potencial padrão da célula que surge quando elas são conectadas.
- A equação iônica líquida da reação espontânea (com
). - O diagrama de célula correspondente.
Passo 2
Escrevemos as duas semi-reações de redução e seus potenciais-padrão:
- Redução do permanganato:
- Redução do dicromato:
Passo 3
Para saber quem é cátodo e quem é ânodo, comparamos
:
- V
- V
A redução com maior ocorre no cátodo (permanganato) e a outra, invertida, no ânodo. O potencial padrão da célula é
-
-
A redução com maior
Passo 4
Balanceamos elétrons multiplicando cada semi-reação para igualar
:
- Redução do permanganato por 6:
- Redução do permanganato por 6:
- Oxidação do dicromato (inverso da redução) por 5:
Somando e cancelando
: adicionamos as duas equações.
Passo 5
Após somar e simplificar
e
, a reação iônica líquida é
Passo 6
O diagrama de célula (ânodo à esquerda, cátodo à direita) fica:
Pt(s) | C ⁺(aq,1 M),
(aq,1 M) | C
(aq,1 M) || Mn
⁻(aq,1 M),
(aq,1 M) | M
⁺(aq,1 M) | Pt(s)
Pt(s) | C
Resposta
a)
b)
c) Pt(s) | C
⁺,
| C
|| Mn
⁻,
| M
⁺ | Pt(s)