Suponha que os seguintes pares redox são unidos para formar uma célula galvânica que gere corrente elétrica em condições padrão. Identifique o agente oxidante, o agente redutor, o catodo e o anodo, calcule a f.e.m padrão da célula e informe se o processo é espontâneo ou não.
e
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma célula galvânica formada pelos pares redox
e
. Nosso objetivo é identificar quem é o agente oxidante, o agente redutor, o cátodo, o ânodo, calcular a força eletromotriz (f.e.m) padrão da célula e ver se o processo é espontâneo. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre reações de oxidação e redução, potenciais padrões de eletrodo e como montar a célula galvânica.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as semi-reações de redução para cada par redox e encontrar seus potenciais padrão. Isso é importante porque nos ajuda a determinar qual reação vai ocorrer no cátodo e qual no ânodo.
As semi-reações padrão são:
Passo 3
Agora, vamos comparar os potenciais padrão de redução. A reação com o potencial mais alto tende a ocorrer no cátodo (redução), enquanto a com o potencial menor ocorre no ânodo (oxidação). Aqui, o nitrato (
) tem um potencial de +0,96 V e o
tem +0,535 V.
Passo 4
Então, a semi-reação de nitrato será reduzida no cátodo:
E a semi-reação de iodo será oxidada no ânodo. Para isso, invertemos a reação de redução:
Passo 5
Agora, vamos identificar os agentes redutor e oxidante:
- Agente oxidante: é a espécie que vai ser reduzida, ou seja, o nitrato (
). - Agente redutor: é a espécie que vai ser oxidada, ou seja, o iodeto (
).
Passo 6
Com isso, também identificamos os eletrodos:
- Cátodo: onde ocorre a redução, que é o eletrodo de nitrato.
- Ânodo: onde ocorre a oxidação, que é o eletrodo de iodeto.
Passo 7
Para calcular a força eletromotriz (f.e.m) padrão da célula, usamos a diferença entre os potenciais dos cátodos e ânodos:
Passo 8
Por fim, já que a f.e.m é positiva (+0,425 V), isso indica que o processo é espontâneo em condições padrão.
Resposta
- Agente oxidante:
- Agente redutor:
- Cátodo: Eletrodo de nitrato (
) - Ânodo: Eletrodo de iodeto (
) - f.e.m padrão da célula:
- Processo: Espontâneo