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:
(g)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para escrever as semi-reações de oxidação e redução, a equação global da célula e determinar o potencial padrão para a célula galvânica:
Hg(l)|Hg2Cl2(s)| Cl(aq)^-|| Hg2(aq)^2+ mid Hg(l)
Aqui, estamos lidando com reações de oxidação e redução envolvendo mercúrio (Hg) e cloreto (Cl⁻). Precisaremos usar os potenciais padrão de redução para essas espécies e conhecer um pouquinho sobre como montar células galvânicas.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar quais são as semi-reações de redução possíveis nessa célula. Precisamos saber quais espécies estão sendo reduzidas e quais estão sendo oxidadas.
As possíveis semi-reações envolvem:
Mercúrio (Hg) sendo oxidado:
Hg(l) Hg^2+ + 2e^-
Mercúrio(I) ou Mercúrio (I) sendo reduzido:
Hg2^2+ + 2e^- 2Hg(l)
Vamos também considerar a reação envolvendo cloreto:
Cl2 + 2e^- 2Cl^-
Passo 3
Agora, precisamos determinar qual dessas reações ocorre no cátodo (redução) e qual ocorre no ânodo (oxidação). Para isso, usamos os potenciais padrão de redução.
Supondo que os potenciais padrão sejam:
Para a redução de Hg₂²⁺:
E^circ = +0,796 , V
Para a redução de Hg²⁺:
E^circ = +0,851 , V
Para a redução de Cl₂:
E^circ = +1,36 , V
Como o ânodo é onde ocorre a menor tendência de redução (menor ), a reação de oxidação será a de Hg (l) para Hg²⁺.
Passo 4
Então, a semi-reação de oxidação (ânodo) é:
Hg(l) Hg^2+ + 2e^- E^circox = -0,851 , V
E a semi-reação de redução (cátodo) é a redução de Hg₂²⁺:
Hg2^2+ + 2e^- 2Hg(l) E^circred = +0,796 , V
Passo 5
Agora, vamos escrever a equação global da célula, combinando as semi-reações:
Hg(l) + Hg2^2+ 2Hg(l) + Hg^2+
Simplificando, temos:
Hg2^2+ 2Hg^2+
Passo 6
Por fim, para calcular o potencial padrão da célula (E^circcélula = E^circcátodo - E^circânodoé), usamos a diferença entre os potenciais de redução do cátodo e do ânodo:
E^circcélula = 0,796 , V - 0,851 , V = -0,055 , Véáâ
Substituindo os valores:
é
Resposta
As semi-reações são:
Oxidação (ânodo):
Hg(l) Hg^2+ + 2e^-
Redução (cátodo):
Hg2^2+ + 2e^- 2Hg(l)
A equação global da célula é:
Hg2^2+ 2Hg^2+
E o potencial padrão da célula galvânica é:
E^circcélula = -0,055 , Vé
Isso significa que a célula, nas condições padrão, tem um potencial ligeiramente negativo, indicando que, conforme configurada, não é espontânea. Para tornar a reação espontânea, seria necessário inverter a direção da célula.