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.
(Co^2+ / Co) e (Ti^3+ / Ti^2+)

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada nesse exercício! A gente tem dois pares redox: (Co^2+ / Co) e (Ti^3+ / Ti^2+). A missão aqui 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 dizer se o processo é espontâneo. Para isso, vamos precisar entender como funcionam as reações de oxidação e redução, além de saber usar as tabelas de potenciais padrão de redução.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar qual meio vai sofrer oxidação e qual vai sofrer redução. Para isso, precisamos dos valores das potenciais padrão de redução para cada meio. Vamos supor que temos esses valores:
  • Co^2+ + 2e^- Co: E^circ = -0,28,V
  • Ti^3+ + e^- Ti^2+: E^circ = -0,37,V
Esses valores nos dizem o quanto cada espécie quer ganhar elétrons (reduzir).

Passo 3

A ideia é que o meio com potencial de redução mais alto vai atuar como agente oxidante (quer ganhar elétrons) e o com potencial mais baixo vai atuar como agente redutor (quer perder elétrons). Comparando:
  • Co^2+ / Co tem E^circ = -0,28,V
  • Ti^3+ / Ti^2+ tem E^circ = -0,37,V
Como -0,28,V é mais positivo que -0,37,V, o cobalto ( Co^2+) vai atuar como agente oxidante e o titânio ( Ti^3+) como agente redutor.

Passo 4

Agora, vamos determinar o ânodo e o cátodo. Lembrando que:
  • Ânodo é onde ocorre a oxidação.
  • Cátodo é onde ocorre a redução.
Então:
  • Ti^3+ vai sofrer oxidação: Ti^3+ Ti^2+ + e^-
  • Co^2+ vai sofrer redução: Co^2+ + 2e^- Co
Portanto, o ânodo é o par de titânio e o cátodo é o par de cobalto.

Passo 5

Para calcular a f.e.m. padrão da célula, usamos a fórmula:
E^circcélula = E^circcátodo - E^circânodo éáâ
Substituindo os valores:
E^circcélula = (-0,28,V) - (-0,37,V) = 0,09,V é
Então, a f.e.m. padrão da célula é 0,09,V.

Passo 6

Finalmente, para saber se o processo é espontâneo, olhamos para a f.e.m.:
  • Se E^circcélula > 0é, o processo é espontâneo.
  • Se E^circcélula < 0é, o processo não é espontâneo.
Como 0,09,V é positivo, o processo é espontâneo.

Resposta

  • Agente oxidante: Co^2+
  • Agente redutor: Ti^3+
  • Ânodo: Ti^3+ / Ti^2+
  • Cátodo: Co^2+ / Co
  • f.e.m. padrão da célula: 0,09,V
  • Processo espontâneo: Sim

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