Escreva as semi-reações anódicas e catódicas e a reação global para cada uma das seguintes células galvânicas: Possível erro do autor: Cátodo: Cl2(g)|Cl^- (aq)| Pt(s)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para escrever as semi-reações anódicas e catódicas, além da reação global, para uma célula galvânica específica:
Cu(s)|Cu^2+ (aq), Cl^-(aq)| Cl2(g) mid Pt(s)
Vamos precisar entender um pouco sobre células galvânicas, que são dispositivos que convertem energia química em energia elétrica através de reações de oxidação e redução (reações redox). Precisamos identificar qual substância será oxidada (anodo) e qual será reduzida (catodo), escrever as semi-reações correspondentes e, por fim, combinar tudo para obter a reação global.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os componentes da célula:
Anodo (Eletrodo de Oxidação):Cu(s) (cobre sólido)
Catodo (Eletrodo de Redução):Pt(s) (platina sólida)
Meio Eletrólito no Anodo:Cu^2+(aq) e Cl^-(aq)
Meio Eletrólito no Catodo:Cl2(g)
Passo 3
Vamos determinar qual substância será oxidada e qual será reduzida. No anodo, ocorre a oxidação (perda de elétrons), enquanto no catodo ocorre a redução (ganho de elétrons).
Analisando os componentes:
Cobre (Cu): Tende a oxidar-se de Cu para Cu^2+.
Cloreto (Cl^-): Pode oxidar-se a cloro gasoso (Cl2).
Precisamos comparar os potenciais de redução para ver qual processo ocorre no anodo e no catodo. Geralmente, o cobre será oxidado e o cloreto será reduzido, mas vamos confirmar isso.
Passo 4
Consultando a tabela de potenciais padrão de redução:
Cu^2+ + 2e^- CuE^circ = +0,34, V
Cl2 + 2e^- 2Cl^-E^circ = +1,36, V
O potencial de redução do cloro é maior que o do cobre, o que significa que o cloro será o agente oxidante (catodo) e o cobre será o agente redutor (anodo).
Passo 5
Agora, vamos escrever as semi-reações:
Anodo (Oxidação):Cu Cu^2+ + 2e^-
Aqui, o cobre sólido perde dois elétrons para formar íons de cobre (Cu^2+).
Catodo (Redução):Cl2 + 2e^- 2Cl^-
O cloro gasoso ganha dois elétrons para formar íons cloreto (Cl^-).
Passo 6
Para obter a reação global, somamos as duas semi-reações, garantindo que os elétrons se cancelam:
Cu + Cl2 Cu^2+ + 2Cl^-
Resposta
As semi-reações e a reação global da célula galvânica são: