Foi montada uma pilha em que o polo positivo era constituído por um bastão de paládio, mergulhado numa solução de cloreto de paládio e o polo negativo, por um bastão de níquel, mergulhado numa solução de sulfato de níquel. As semirreações que representam os eletrodos são:
b) O que acontece com as concentrações de
e
durante o funcionamento da pilha? Explique.
b) O que acontece com as concentrações de
Passo 1
Ok, vamos lá! Você me mandou um exercício sobre uma pilha eletroquímica que usa paládio e níquel como eletrodos, com as seguintes semirreações:
O conteúdo que vamos precisar aqui envolve reações de oxidação e redução em pilhas eletroquímicas. Vamos entender como as concentrações de íons
e
mudam quando a pilha está funcionando.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que em uma pilha eletroquímica, temos dois eletrodos: o ânodo e o cátodo. No cátodo, ocorre a redução dos íons (ganho de elétrons), e no ânodo, ocorre a oxidação (perda de elétrons).
Passo 3
Analisando as semirreações fornecidas:
- A primeira semirreação mostra a redução de íons paládio (
) em metal paládio ( ). - A segunda semirreação mostra a redução de íons níquel (
) em metal níquel ( ).
Mas, em uma pilha, um eletrodo será o cátodo (onde ocorre redução) e o outro será o ânodo (onde ocorre oxidação). Portanto, uma dessas semirreações precisará ser invertida para representar a oxidação.
Passo 4
Vamos supor que o paládio esteja no cátodo, então a semirreação permanece como está:
Isso significa que os íons
estão ganhando elétrons e se depositando como metal paládio no cátodo. Portanto, a concentração de
vai diminuir conforme a reação ocorre.
Passo 5
No eletrodo de níquel, como precisamos de uma reação de oxidação, invertendo a semirreação:
Aqui, o níquel metálico está perdendo elétrons e se transformando em íons
no ânodo. Isso faz com que a concentração de
aumente à medida que a reação avança.
Resposta
Durante o funcionamento da pilha, a concentração de
diminui porque os íons são reduzidos a metal palládio no cátodo, enquanto a concentração de
aumenta já que o níquel metálico é oxidado a íons níquel no ânodo.