Utilizando os potenciais de redução padrão (Apêndice E), calcule a fem padrão para cada uma das seguintes reações:
\mathrm{Ni}(s)+2 \mathrm{Ce}^{4+}(a q) \longrightarrow \mathrm{Ni}^{2+}(a q)+2 \mathrm{Ce}^{3+}(a q)

Passo 1

O enunciado pede a fem padrão ( E\circ₍cel₎) da reação
\mathrm{Ni}(s) + 2\,\mathrm{Ce}^{4+}(aq) \longrightarrow \mathrm{Ni}^{2+}(aq) + 2\,\mathrm{Ce}^{3+}(aq).
Isto é um problema de eletroquímica redox: vamos usar os potenciais de redução padrão E\circ das semi-reações no Apêndice E para achar E\circ_{\mathrm{cel}}.

Passo 2

Escrevemos as semi-reações de redução e seus potenciais padrão E\circ_{\mathrm{red}} retirados do Apêndice E:
\text{(catodo) } \quad \mathrm{Ce}^{4+} + e^- \longrightarrow \mathrm{Ce}^{3+}, \quad E\circ_{\mathrm{red}} = +1{,}61\\ \mathrm{V},
\text{(anodo na forma de redução) } \quad \mathrm{Ni}^{2+} + 2\,e^- \longrightarrow \mathrm{Ni}(s), \quad E\circ_{\mathrm{red}} = -0{,}25\\ \mathrm{V}.çã

Passo 3

Na reação global, \mathrm{Ce}^{4+} é o agente oxidante e é reduzido (fica como catodo), enquanto \mathrm{Ni}(s) é oxidado a \mathrm{Ni}^{2+}. Logo, a semi-reação de níquel deve ser revertida para dar a semi-reação de oxidação, e seu potencial passa a
E\circ_{\mathrm{ox}}(\mathrm{Ni}/\mathrm{Ni}^{2+}) = -\,E\circ_{\mathrm{red}}(\mathrm{Ni}^{2+}/\mathrm{Ni}) = -(-0{,}25\\ \mathrm{V}) = +0{,}25\\ \mathrm{V}.

Passo 4

A fem padrão da célula é a soma dos potenciais de redução no catodo e de oxidação no anodo:
E\circ_{\mathrm{cel}} = E\circ_{\mathrm{red}}(\mathrm{Ce}^{4+}/\mathrm{Ce}^{3+}) + E\circ_{\mathrm{ox}}(\mathrm{Ni}/\mathrm{Ni}^{2+}) = 1{,}61\\ \mathrm{V} + 0{,}25\\ \mathrm{V} = 1{,}86\\ \mathrm{V}.

Resposta

E\circ_{\mathrm{cel}} = 1{,}86\\ \mathrm{V}

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