Preveja se as seguintes reações ocorreriam espontaneamente em solução aquosa a 25^circ C :
a) Ca(s)+Cd^2+(aq) Ca^2+(aq)+Cd(s)

Passo 1

Beleza, vamos analisar essa reação química para ver se ela acontece sozinha em água a 25°C. A matéria que estamos lidando aqui é de reações de oxirredução (redox), onde tem transferência de elétrons entre substâncias. Para resolver isso, a gente vai precisar olhar as potenciais de redução padrão dos elementos envolvidos, que vão nos mostrar qual substância tem mais facilidade para ganhar ou perder elétrons.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as espécies que estão passando por oxidação e redução na reação:
Ca(s) + Cd^2+(aq) Ca^2+(aq) + Cd(s)
Aqui, o cálcio metálico ( ) está perdendo elétrons para se transformar em , ou seja, está sendo oxidado. Já o íon cádmio ( ) está ganhando elétrons para se transformar em cádmio metálico ( ), então está sendo reduzido.

Passo 3

Agora, precisamos consultar as potenciais de redução padrão ( Ca^2+(aq) + 2e^- & Ca(s) E^circ = -2,87 , V Cd^2+(aq) + 2e^- & Cd(s) E^circ = -0,40 , V ) para cada meia-reação:
Esses valores indicam a tendência de cada metal para ganhar elétrons. Quanto mais positivo o , maior a tendência para a redução ocorrer.

Passo 4

Para determinar o potencial da célula ( E^circcélula = E^circcátodo - E^circânodo é), usamos a fórmula:
E^circcátodo = -0,40 , V E^circânodo = -2,87 , V E^circcélula = (-0,40) - (-2,87) = 2,47 , V éáâ
Aqui, o cádmio está no cátodo (redução) e o cálcio no ânodo (oxidação). Então:
áâé
Como o é é positivo, isso indica que a reação é espontânea.

Resposta

A reação ocorre espontaneamente em solução aquosa a com um potencial de célula de .

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