Uma célula voltaica consiste em uma tira de cádmio metálico em uma solução de Cd(NO3)2 em um béquer e no outro béquer um eletrodo de platina é imerso em uma solução de NaCl, com gás Cl2 borbulhando ao redor do eletrodo. (d) Qual é a fem gerada pela célula sob condições padrão?

Passo 1

Vamos resolver um exercício de eletroquímica! A questão nos pede para encontrar a força eletromotriz (fem) gerada por uma célula voltaica composta por cádmio metálico e platina em soluções de Cd(NO3)2 e NaCl, respectivamente, com gás Cl2 borbulhando no eletrodo de platina. Para isso, vamos precisar das potencialidades padrão de eletrodo das reações envolvidas.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as duas semi-reações que ocorrem na célula:
  1. Anodo (oxidação): O cádmio metálico ( Cd) é oxidado para íons cádmio ( Cd^2+).
    Cd(s) Cd^2+(aq) + 2e^-
  2. Catodo (redução): O gás cloro ( Cl2) é reduzido a íons cloreto ( Cl^-).
    Cl2(g) + 2e^- 2Cl^-(aq)

Passo 3

Agora, precisamos das potencialidades padrão de redução ( E^circ) para cada meia-reação. Consultando a tabela de potenciais padrão:
  • Para a redução do cloro:
    Cl2(g) + 2e^- 2Cl^-(aq) E^circ = +1,36,V
  • Para a redução do cádmio:
    Cd^2+(aq) + 2e^- Cd(s) E^circ = -0,40,V

Passo 4

Como estamos calculando a fem da célula voltaica, usamos a fórmula:
E^circcélula = E^circcatodo - E^circanodo é
Nesse caso:
  • E^circcatodo = +1,36,V (reação de redução do cloro)
  • E^circanodo = -0,40,V (reação de redução do cádmio, mas como é o ânodo, ocorre oxidação)

Passo 5

Substituindo na fórmula:
E^circcélula = (+1,36,V) - (-0,40,V) = +1,36,V + 0,40,V = +1,76,V é

Resposta

A fem gerada pela célula sob condições padrão é de +1,76 V.

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