A magnitude (não os sinais) do potencial de redução de dois metais é dada a seguir:
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:
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: