Considere as semirreações com seus potenciais padrão de redução:
Cr^3++3 e- Cr^0 E^0=-0,74 V Cd^2++2 e- Cd^0 E^0=-0,40 V
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 [Cr3+]=0,5 M e [Cd2+]=0,1 M ?

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:
Cr^3+ + 3 e^- Cr^0 E^0 = -0,74 , V
Cd^2+ + 2 e^- Cd^0 E^0 = -0,40 , V
Cada uma dessas equações representa uma meia reação de redução. O potencial padrão de redução ( E^0) 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 E^0 = -0,74 , V
  • Cd²⁺ tem E^0 = -0,40 , V
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):
Cd^2+ + 2 e^- Cd^0 E^0 = -0,40 , V
Oxidação (no ânodo), invertendo a reação de redução do Cr:
Cr^0 Cr^3+ + 3 e^- E^0 = +0,74 , V
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:
2 , Cr^0 2 , Cr^3+ + 6 , e^-
Redução:
3 , Cd^2+ + 6 , e^- 3 , Cd^0

Passo 7

Somando as duas meias reações, os elétrons se cancelam:
2 , Cr^0 + 3 , Cd^2+ 2 , Cr^3+ + 3 , Cd^0
Essa é a reação global da pilha.

Passo 8

Para calcular a força eletromotriz (fem) da pilha, usamos a diferença dos potenciais padrão:
fem = E^0cátodo - E^0ânodo = (-0,40 , V) - (-0,74 , V) = 0,34 , V áâ

Passo 9

Resumindo a parte a):
A reação global da pilha é:
2 , Cr^0 + 3 , Cd^2+ 2 , Cr^3+ + 3 , Cd^0
E a força eletromotriz da pilha é de 0,34 , V.

Resposta

A reação global da pilha é 2 , Cr^0 + 3 , Cd^2+ 2 , Cr^3+ + 3 , Cd^0 e sua força eletromotriz é de 0,34 , V.

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