Escreva as semi-reações de oxidação e redução, a equação global da célula e determine o potencial padrão para cada uma das seguintes células galvânicas:
(a)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa escrever as semi-reações de oxidação e redução, montar a equação global da célula galvânica e descobrir o potencial padrão dessa célula. A matéria que vamos usar aqui é Química Redox, que estuda as reações de oxidação e redução, além dos potenciais padrão das células eletroquímicas. Vamos precisar das equações das semi-reações e dos valores dos potenciais padrão dos pares redox envolvidos.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as duas semi-reações envolvidas na célula galvânica:
Redução do ferro (Fe):
O íon ferro tem dois estados de oxidação aqui: Fe³⁺ e Fe²⁺. A meio-reação de redução do Fe³⁺ para Fe²⁺ é:
Fe^3+(aq) + e^- Fe^2+(aq)
Oxidação da prata (Ag):
A prata passa de Ag⁺ para Ag sólido. A meio-reação de redução seria:
Ag^+(aq) + e^- Ag(s)
Mas, como vamos precisar da oxidação, invertendo a direção:
Ag(s) Ag^+(aq) + e^-
Passo 3
Agora, vamos combinar essas duas semi-reações para formar a equação global da célula galvânica. Para isso, precisamos garantir que o número de elétrons trocados seja o mesmo nas duas reações.
Como cada reação envolve 1 elétron, podemos simplesmente somá-las:
Fe^3+(aq) + e^- Fe^2+(aq) (Redução) çã
Ag(s) Ag^+(aq) + e^- (Oxidação) çã
Somando as duas:
Fe^3+(aq) + Ag(s) Fe^2+(aq) + Ag^+(aq)
Passo 4
Agora, vamos determinar o potencial padrão da célula ( E^circ = +0,77 , V é). Para isso, usamos os potenciais padrão de redução ( E^circ = +0,80 , V ) das duas semi-reações:
Redução do Fe³⁺ para Fe²⁺:
E^circcélula = E^circcátodo - E^circânodo = 0,80 , V - 0,77 , V = +0,03 , V
Redução do Ag⁺ para Ag:
Como a prata tem um potencial de redução maior, ela vai atuar como cátodo (redução), e o ferro será o ânodo (oxidação).
Para calcular o potencial da célula:
éáâ
Resposta
O potencial padrão da célula galvânica é de +0,03 V.