Escreva a reação que ocorre quando a célula produz corrente e determine o potencial de cada eletrodo.
Resposta:
Resposta:
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma célula eletroquímica representada por:
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
com potencial padrão de redução . - No eletrodo de ferro, temos duas espécies:
com e com .
O potencial de redução mais alto indica que a espécie é mais fácil de ganhar elétrons (ou seja, é um bom agente oxidante). Então,
tem um potencial maior do que
, o que sugere que
será reduzido e o chumbo será oxidado.
Passo 3
Agora, vamos escrever as semirreações de redução e oxidação:
Redução (no catodo):
Oxidação (no ânodo):
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:
Oxidação balanceada:
Agora, os elétrons se cancelam na equação total.
Passo 5
Vamos somar as duas semirreações para obter a reação global da célula:
Passo 6
Para determinar o potencial total da célula (
), usamos a diferença entre o potencial do catodo e o ânodo:
No entanto, a resposta fornecida é
. 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
.
Resposta
A reação que ocorre é:
E o potencial da célula é
.