Considere as semirreações com seus potenciais padrão de redução:
a) Mostre a reação global da pilha formada e calcule sua força eletromotriz.
b) Diga quem é o catodo e o anodo na pilha formada.
c) Em qual sentido os elétrons se deslocarão?
d) Em quais eletrodos ocorrerá corrosão e aumento de massa?
e) Qual o E da pilha quando
e
?
b) Diga quem é o catodo e o anodo na pilha formada.
c) Em qual sentido os elétrons se deslocarão?
d) Em quais eletrodos ocorrerá corrosão e aumento de massa?
e) Qual o E da pilha quando
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de eletroquímica juntos! O enunciado nos dá duas semicelulares com seus potenciais padrão de redução. A gente vai precisar usar conceitos de pilhas eletroquímicas, potenciais de eletrodo, e talvez a equação de Nernst para a parte e). Vamos lá!
Passo 2
Primeiro, vamos entender as semicelulares que temos:
Cada uma dessas equações representa uma meia reação de redução. O potencial padrão de redução (
) nos diz a tendência de cada íon de receber elétrons e se reduzir.
Passo 3
Para montar a reação global da pilha, precisamos identificar qual meio será o cátodo (redução) e qual será o ânodo (oxidação). Geralmente, o eletrodo com maior potencial de redução será o cátodo.
Passo 4
Comparando os potenciais:
- Cr³⁺ tem
- Cd²⁺ tem
Como -0,40 V é mais positivo que -0,74 V, o Cd²⁺ será reduzido no cátodo, e o Cr será oxidado no ânodo.
Passo 5
Vamos escrever as duas meias reações:
Redução (no cátodo):
Oxidação (no ânodo), invertendo a reação de redução do Cr:
Note que invertemos a reação e o sinal do potencial para representar a oxidação.
Passo 6
Agora, para balancear os elétrons, precisamos encontrar um múltiplo comum para 2 e 3, que é 6. Multiplicamos as equações:
Oxidação:
Redução:
Passo 7
Somando as duas meias reações, os elétrons se cancelam:
Essa é a reação global da pilha.
Passo 8
Para calcular a força eletromotriz (fem) da pilha, usamos a diferença dos potenciais padrão:
Passo 9
Resumindo a parte a):
A reação global da pilha é:
E a força eletromotriz da pilha é de
.
Resposta
A reação global da pilha é
e sua força eletromotriz é de
.