Utilizando os potenciais de redução padrão (Apêndice E), calcule a fem padrão para cada uma das seguintes reações:
2 \mathrm{Al}^{3+}(a q)+3 \mathrm{Ca}(s) \longrightarrow 2 \mathrm{Al}(s)+3 \mathrm{Ca}^{2+}(a q)

Passo 1

O enunciado pede a força eletromotriz padrão E^\circ_{\text{cel}} da célula cuja reação global é
2\,\mathrm{Al}^{3+}(\mathrm{aq}) + 3\,\mathrm{Ca}(s) \longrightarrow 2\,\mathrm{Al}(s) + 3\,\mathrm{Ca}^{2+}(\mathrm{aq}).
Para isso vamos usar os potenciais de redução padrão do Apêndice E e a relação
E^\circ_{\text{cel}} = E^\circ_{\text{red(cátodo)}} - E^\circ_{\text{red(ânodo)}}.áâ

Passo 2

Escrevemos as semi-reações de redução e extraímos seus potenciais padrão de redução:
\mathrm{Al}^{3+} + 3\,e^- \longrightarrow \mathrm{Al}(s),\quad E^\circ_{\text{red}} = -1,66\\ \mathrm{V},
\mathrm{Ca}^{2+} + 2\,e^- \longrightarrow \mathrm{Ca}(s),\quad E^\circ_{\text{red}} = -2,87\\ \mathrm{V}.

Passo 3

Comparamos os potenciais de redução: -1,66\\ \mathrm{V} > -2,87\\ \mathrm{V}.
Portanto, no cátodo ocorre a redução de \mathrm{Al}^{3+} e no ânodo a oxidação de \mathrm{Ca}.

Passo 4

A fem padrão da célula é dada por
E^\circ_{\text{cel}} = E^\circ_{\text{red(cátodo)}} - E^\circ_{\text{red(ânodo)}}.áâ
Substituindo os valores:
E^\circ_{\text{cel}} = (-1,66) - (-2,87) = 1,21\\ \mathrm{V}.

Resposta

E^\circ_{\text{cel}} = 1,21\\ \mathrm{V}.

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