Faça o esquema completo da pilha de Daniel, indicando as semirreações que ocorrem no cátodo e no ânodo.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem que fazer o esquema completo da pilha de Daniel e mostrar as semirreações que rolam no cátodo e no ânodo. Isso envolve entender um pouco de eletrólise e reações de oxidação e redução, também conhecidas como reações redox. Vamos precisar saber quais metais estão envolvidos na pilha de Daniel e como eles se comportam eletricamente.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a pilha de Daniel é uma das primeiras pilhas eletroquímicas criadas. Ela geralmente usa zinco (Zn) como ânodo e cobre (Cu) como cátodo, com soluções de sulfato de zinco (ZnSO₄) e sulfato de cobre (CuSO₄) em cada compartimento.

Passo 3

No ânodo, que é onde ocorre a oxidação, o zinco metálico se dissolve na solução, liberando elétrons. A reação de oxidação do zinco é:
Zn (s) Zn^2+ (aq) + 2 , e^-
Aqui, o zinco sólido perde dois elétrons e se transforma em íons de zinco.

Passo 4

No cátodo, que é onde ocorre a redução, os íons de cobre na solução ganham os elétrons fornecidos pelo ânodo para se depositarem como cobre metálico. A reação de redução do cobre é:
Cu^2+ (aq) + 2 , e^- Cu (s)
Os íons de cobre ganham dois elétrons e formam cobre sólido.

Passo 5

Agora, vamos juntar tudo para fazer o esquema completo da pilha de Daniel:
  1. Ânodo (Oxidação):
    Zn (s) Zn^2+ (aq) + 2 , e^-
    • O zinco é oxidado, liberando elétrons.
  2. Cátodo (Redução):
    Cu^2+ (aq) + 2 , e^- Cu (s)
    • Os íons de cobre são reduzidos, formando cobre metálico.
  3. Fluxo de elétrons:
    • Os elétrons fluem do ânodo para o cátodo através do circuito externo, gerando uma corrente elétrica.
  4. Salt bridge (Ponte salina):
    • Mantém a neutralidade das cargas nos dois compartimentos permitindo a circulação de íons.

Resposta

O esquema completo da pilha de Daniel inclui:
  • Ânodo (Zinco):
    Zn (s) Zn^2+ (aq) + 2 , e^-
  • Cátodo (Cobre):
    Cu^2+ (aq) + 2 , e^- Cu (s)
Essas semirreações mostram que o zinco é oxidado no ânodo e os íons de cobre são reduzidos no cátodo, completando o funcionamento da pilha de Daniel.

Exercícios relacionados