Uma solução consiste de íons
e
na concentração de cada um de 1,0
. O que acontece se uma lâmina de estanho ( Sn ) é mergulhada na solução? Considere as seguintes semi-reações:
Qual não poderia ser usado como eletrodo de sacrifício em relação aos outros dois? Explique.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma solução que contém íons de cobre (
), níquel (
) e prata (
), cada um com uma concentração de 1,0
. A pergunta quer saber o que acontece se mergulharmos uma lâmina de estanho (Sn) nessa solução, usando as semirreações fornecidas para Ag⁺, Cu²⁺ e Pb²⁺. Além disso, queremos descobrir qual metal não poderia ser usado como eletrodo de sacrifício em relação aos outros dois. Para resolver isso, vamos precisar entender os potenciais de redução das semirreações e como isso se aplica aos eletrodos de sacrifício.
Passo 2
Primeiro, vamos analisar as semirreações fornecidas e identificar os potenciais de redução padrão (
) para cada uma:
(Nota: Os valores de
são valores padrão e podem variar ligeiramente dependendo da fonte.)
Os potenciais de redução nos dizem a tendência dos íons em ganhar elétrons e se reduzir a metal sólido. Um potencial mais alto significa que a reação é mais favorável de ocorrer como redução.
Para eletrodos de sacrifício, usamos um metal que tem potencial de redução menor que os outros metais na solução. Isso faz com que o metal do eletrodo se oxide (perca elétrons) preferencialmente, protegendo os outros metais da corrosão.
Vamos comparar os potenciais:
- Ag⁺: +0,80 V
- Cu²⁺: +0,34 V
- Pb²⁺: -0,13 V
O estanho (Sn) tem um potencial de redução padrão de aproximadamente -0,14 V, o que é semelhante ao do Pb²⁺.
Passo 3
Agora, vamos ver como o estanho interage com os íons na solução:
-
Reação entre Sn e Ag⁺:
- O estanho pode oxidar-se (perder elétrons) para formar Sn²⁺ ou Sn⁴⁺.
- Os íons Ag⁺ podem ganhar elétrons e se reduzir a Ag(s).
- Como o potencial do Ag⁺ (+0,80 V) é maior que o do Sn (-0,14 V), a reação de redução de Ag⁺ é mais favorável do que a oxidaç��o de Sn. Portanto, o estanho vai doar elétrons para os íons Ag⁺, reduzindo-os a prata metálica.
-
Reação entre Sn e Cu²⁺:
- Similarmente, o potencial do Cu²⁺ (+0,34 V) é maior que o do Sn (-0,14 V), então os íons Cu²⁺ também serão reduzidos a Cu(s) pelo estanho.
-
Reação entre Sn e Pb²⁺:
- Aqui, o potencial de Pb²⁺ (-0,13 V) é quase igual ao do Sn (-0,14 V). Isso significa que não há uma diferença significativa nos potenciais de redução para favorecer uma reação específica. Portanto, o estanho não se oxidaria preferencialmente em relação ao chumbo.
Passo 4
Com base nisso, podemos concluir que:
- O estanho pode agir como eletrodo de sacrifício para Ag⁺ e Cu²⁺ porque os potenciais de redução desses íons são maiores que o do Sn.
- No entanto, para Pb²⁺, como o potencial de redução é praticamente igual ao do Sn, o estanho não se comportaria efetivamente como eletrodo de sacrifício em relação ao chumbo.
Resposta
Portanto, o chumbo (
) não poderia ser usado como eletrodo de sacrifício em relação aos outros dois metais, prata e cobre, na solução descrita.