A magnitude (não os sinais) do potencial de redução de dois metais é dada a seguir:
X^2++2 e- X(s)|E^O|=0,34 Y^2++2 e- Y(s)|E^O|=0,25
Quando a meia célula de X é conectada a Y, os elétrons migram de X para Y. Quando X está conectado a uma meia célula padrão de H2 / H^+(aq), os elétrons migram de X para a meia célula padrão de H2 / H^+(aq).
Qual o valor do potencial da célula feita com as meias células X e Y ?

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que o exercício está pedindo. Temos dois metais, X e Y, cada um com seu próprio potencial de redução padrão. A gente precisa descobrir qual é o potencial da célula eletroquímica formada por essas duas meias-células. Para resolver isso, vamos usar conceitos de potencial de eletrodo padrão e entender como os elétrons se movimentam entre as meias-células.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é potencial de redução padrão ( X^2+ + 2e^- X(s) E^circ = 0,34,V ). Ele indica a tendência de uma espécie ganhar elétrons e ser reduzida. Quanto maior esse valor, mais forte é a tendência de redução. No nosso caso:
Y^2+ + 2e^- Y(s) E^circ = 0,25,V
Isso significa que o metal X tem uma maior tendência a ser reduzido do que o metal Y.

Passo 3

Na célula eletroquímica, quem perde elétrons é o ânodo (oxidação) e quem ganha elétrons é o cátodo (redução). Como os elétrons migram de X para Y, isso indica que X está sendo oxidado e Y está sendo reduzido.

Passo 4

Vamos identificar os potenciais de cada meia-célula:
  • Ânodo (oxidação): X perde elétrons, então a reação inversa é a oxidação:
X(s) X^2+ + 2e^- E^circânodo = -0,34,V â
  • Cátodo (redução): Y ganha elétrons:
Y^2+ + 2e^- Y(s) E^circcátodo = +0,25,V á
Obs: Quando a reação é de oxidação, invertemos o sinal do potencial.

Passo 5

Agora, para encontrar o potencial da célula ( E^circcélula = E^circcátodo - E^circânodo é), usamos a fórmula:
E^circcélula = 0,25,V - (-0,34,V) = 0,25,V + 0,34,V = 0,59,V éáâ
Substituindo os valores:
é

Passo 6

Ah, peraí! Isso não parece certo. Na verdade, com os potenciais dados, a reação espontânea deve ter um Y(s) Y^2+ + 2e^- E^circânodo = -0,25,V é positivo. Vamos revisar:
Como X^2+ + 2e^- X(s) E^circcátodo = +0,34,V de X é maior que o de Y, X deveria atuar como cátodo (mais tendência a redução). Mas no enunciado, os elétrons vão de X para Y, indicando que X está sendo oxidado. Houve uma confusão aqui.
Na verdade, a reação espontânea deve ser aquela em que o metal com menor potencial de redução (Y) é o ânodo e o com maior (X) é o cátodo. Vamos refazer:
  • Ânodo (oxidação): Y:
E^circcélula = 0,34,V - (-0,25,V) = 0,34,V + 0,25,V = 0,59,V â
  • Cátodo (redução): X:
á
Então:
é
Isso faz mais sentido, pois o potencial está positivo, indicando uma reação espontânea.

Resposta

O potencial da célula formada pelas meias-células e é .

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