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 dar uma olhada nesse exercício! A gente tem dois pares redox:
e
. 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:
-
: -
:
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:
-
tem -
tem
Como
é mais positivo que
, o cobalto (
) vai atuar como agente oxidante e o titânio (
) 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:
-
vai sofrer oxidação: -
vai sofrer redução:
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:
Substituindo os valores:
Então, a f.e.m. padrão da célula é
.
Passo 6
Finalmente, para saber se o processo é espontâneo, olhamos para a f.e.m.:
- Se
, o processo é espontâneo. - Se
, o processo não é espontâneo.
Como
é positivo, o processo é espontâneo.
Resposta
- Agente oxidante:
- Agente redutor:
- Ânodo:
- Cátodo:
- f.e.m. padrão da célula:
- Processo espontâneo: Sim