Pb / Pb^+2(a=0,0018) / / Fe^+3(a=0,150) / Fe^+2(a=0,200) / Pt
Escreva a reação que ocorre quando a célula produz corrente e determine o potencial de cada eletrodo.
Resposta: E=0,9708 V ; 2 Fe^+3+Pb(s) Pb^+2+2 Fe^+2

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma célula eletroquímica representada por:
Pb / Pb^2+(a=0,0018) paral<=l Fe^3+(a=0,150) / Fe^2+(a=0,200) / Pt
O objetivo é escrever a reação que ocorre quando a célula está produzindo corrente elétrica e determinar o potencial de cada eletrodo. Para isso, vamos precisar entender como identificar os eletrodos de anodo e catodo, usar as potenciais padrão de redução e aplicar o conceito de célula galvânica.

Passo 2

Vamos identificar quais são os agentes oxidantes e redutores na célula. Olha só:
  • No eletrodo de chumbo (Pb), temos a espécie Pb^2+ com potencial padrão de redução E^circ = 0,0018, V.
  • No eletrodo de ferro, temos duas espécies: Fe^3+ com E^circ = 0,150, V e Fe^2+ com E^circ = 0,200, V.
O potencial de redução mais alto indica que a espécie é mais fácil de ganhar elétrons (ou seja, é um bom agente oxidante). Então, Fe^3+ tem um potencial maior do que Pb^2+, o que sugere que Fe^3+ será reduzido e o chumbo será oxidado.

Passo 3

Agora, vamos escrever as semirreações de redução e oxidação:
Redução (no catodo):
Fe^3+ + e^- Fe^2+ E^circ = 0,150, V
Oxidação (no ânodo):
Pb Pb^2+ + 2e^- E^circ = -0,0018, V
Note que invertemos a reação de redução do chumbo para obter a oxidação, por isso o sinal do potencial muda.

Passo 4

Vamos balancear os elétrons para que a transferência seja igual nos dois eletrodos. A semirreação de redução ganha 1 elétron, enquanto a de oxidação perde 2 elétrons. Multiplicamos a reação de redução por 2:
Redução balanceada:
2, Fe^3+ + 2e^- 2, Fe^2+ E^circ = 0,150, V
Oxidação balanceada:
Pb Pb^2+ + 2e^- E^circ = -0,0018, V
Agora, os elétrons se cancelam na equação total.

Passo 5

Vamos somar as duas semirreações para obter a reação global da célula:
2, Fe^3+ + Pb 2, Fe^2+ + Pb^2+

Passo 6

Para determinar o potencial total da célula ( Ecélulaé), usamos a diferença entre o potencial do catodo e o ânodo:
Ecélula = E^circcatodo - E^circânodo = 0,150, V - (-0,0018, V) = 0,1518, V éâ
No entanto, a resposta fornecida é 0,9708, V. Isso sugere que devemos considerar o potencial de platina (Pt) ou possíveis condições não padrão, mas seguindo as informações do exercício, o cálculo básico leva a 0,1518, V.

Resposta

A reação que ocorre é:
2, Fe^3+ + Pb(s) 2, Fe^2+ + Pb^2+
E o potencial da célula é E = 0,1518, V.

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