questão: Um estudante recebeu uma semicélula padrão,
, e outra semicélula padrão contendo um metal M(s), desconhecido, imerso numa solução contendo
(aq). Quando as duas semicélulas foram ligadas, em
, a célula completa funcionou como uma célula galvânica com
. A reação prosseguiu durante a noite e os dois eletrodos foram pesados. O eletrodo do ferro estava mais leve e o eletrodo do metal desconhecido havia ganhado massa. Com base nessas informações, responda:
a) Escreva e balanceie a semirreação de oxidação.
b) Escreva e balanceie a semirreação de redução.
c) Qual a equação global balanceada da célula galvânica?
d) Qual semicélula é o cátodo? E o ânodo?
e) Que espécie química é o agente redutor? E o agente oxidante?
f) O processo é espontâneo? Justifique.
g) Qual é o potencial padrão de redução do
?
a) Escreva e balanceie a semirreação de oxidação.
b) Escreva e balanceie a semirreação de redução.
c) Qual a equação global balanceada da célula galvânica?
d) Qual semicélula é o cátodo? E o ânodo?
e) Que espécie química é o agente redutor? E o agente oxidante?
f) O processo é espontâneo? Justifique.
g) Qual é o potencial padrão de redução do
Passo 1
O enunciado nos dá duas semicélulas padrão em
:
a semicélula de ferro e outra de um metal desconhecido
. Quando conectadas, a célula galvânica resultou em
. Observou-se que o eletrodo de ferro perdeu massa (foi oxidado) e o do metal ganhou massa (foi reduzido). Vamos usar conceitos de oxidação/redução e potencial padrão de eletrodo para escrever as meias-reações, identificar ânodo e cátodo, agentes, verificar espontaneidade e calcular
do par
.
a semicélula de ferro
Passo 2
Como o eletrodo de ferro perdeu massa, ele liberou íons
e elétrons: é o anodo (oxidação). O eletrodo do metal ganhou massa porque íons
capturaram elétrons: é o cátodo (redução).
Passo 3
Escrevemos a semirreação de oxidação no ânodo, balanceando elétrons:
Passo 4
Escrevemos a semirreação de redução no cátodo, balanceando elétrons:
Passo 5
Balanceamos elétrons multiplicando a redução por 2 e somamos as duas semirreacões para obter a reação global:
Passo 6
Identificamos os polos da célula:
ânodo (oxidação) semicélula
cátodo (redução) semicélula
ânodo (oxidação)
cátodo (redução)
Passo 7
Os agentes redox são:
agente redutor (quem doa elétrons)
agente oxidante (quem recebe elétrons)
agente redutor (quem doa elétrons)
agente oxidante (quem recebe elétrons)
Passo 8
Como
, o processo é espontâneo
.
Passo 9
Para achar o potencial padrão de redução
, usamos
Ou seja
Sabendo que
, vem
Resposta
a) Oxidação:
b) Redução:
c) Reação global:
d) Cátodo: semicélula
. Ânodo: semicélula
.
e) Agente redutor: . Agente oxidante:
.
f) Sim, o processo é espontâneo pois .
g) .
e) Agente redutor:
f) Sim, o processo é espontâneo pois
g)