Uma célula galvânica é construída com um eletrodo de Co em uma solução de
e um eletrodo de grafite em uma solução contendo
e
cada. Os dois compartimentos estão ligados por uma ponte salina. Desenhe o esquema da célula identificando catodo, anodo, as semi-reações e o potencial total da célula. Dados:
Passo 1
Beleza, bora resolver esse exercício! A gente precisa desenhar uma célula galvânica usando eletrodos de cobalto (Co) e grafite, com soluções de
,
e
, todas a 1,0 mol/L. Para isso, vamos usar conceitos de potenciais padrão de redução e identificar qual eletrodo vai ser o ânodo e qual vai ser o cátodo.
Passo 2
Primeiro, vamos olhar as semi-reações e seus potenciais padrão de redução que o exercício nos deu:
Passo 3
Os potenciais padrão de redução nos dizem qual meia-reação tem maior tendência a ganhar elétrons (ser reduzida). Quanto mais positivo for o potencial, mais forte é o agente oxidante.
Aqui,
tem um potencial de +0,770 V, que é maior que o de
, que é -0,277 V. Isso significa que
vai preferir ganhar elétrons (ser reduzido) e o cobalto vai preferir perder elétrons (ser oxidado).
Passo 4
Sabendo disso, podemos identificar:
-
Ânodo (onde ocorre a oxidação):
-
Cátodo (onde ocorre a redução):
Passo 5
Agora, precisamos balancear as elétrons nas meio-reações para que o número de elétrons perdidos no ânodo seja igual ao número de elétrons ganhos no cátodo.
No ânodo, são liberados 2 elétrons. No cátodo, cada reação consome 1 elétron. Para balancear, multiplicamos a reação do cátodo por 2:
Passo 6
Com as meio-reações balanceadas, somamos elas para obter a reação global da célula:
Passo 7
Finalmente, calculamos o potencial total da célula usando a fórmula:
Resposta
O esquema da célula galvânica é o seguinte:
-
Ânodo:
-
Cátodo:
-
Semi-reações:
-
Oxidação no ânodo:
-
Redução no cátodo:
-
-
Potencial total da célula:
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