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:
As semi-reações podem ser utilizadas para construir três diferentes células galvânicas. Sugira qual célula produz maior voltagem e identifique o cátodo e o anodo.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O problema fala que temos uma solução com íons de cobre ( ), níquel ( ) e prata ( ), cada um na concentração de 1,0 mol/L. A gente precisa descobrir o que acontece quando mergulha uma lâmina de estanho (Sn) nessa solução e também identificar qual combinação de reações gera a maior voltagem, além de identificar o cátodo e o ânodo. Para resolver isso, vamos usar as semi-reações dadas e entender um pouco sobre como funcionam as células galvânicas.

Passo 2

Primeiro, vamos refrescar a memória sobre células galvânicas. Elas são dispositivos que transformam energia química em energia elétrica através de reações de oxidação e redução. Cada célula tem dois eletrodos: o ânodo, onde ocorre a oxidação (perda de elétrons), e o cátodo, onde ocorre a redução (ganho de elétrons).

Passo 3

Vamos olhar as semi-reações que a gente tem:
Essas reações mostram como os íons ganham elétrons para virar metais sólidos. Nosso objetivo é combinar essas reações de forma que uma ocorra no ânodo e outra no cátodo.

Passo 4

Para saber qual combinação gera mais voltagem, precisamos conhecer os potenciais padrão de redução ( ) dessas semi-reações. Esses valores dizem o quanto um íon quer ganhar elétrons. Quanto maior o , mais ele quer ser reduzido. Vamos considerar os valores típicos:
  • Para ,
  • Para ,
  • Para ,

Passo 5

Agora, pensamos em montar pares para formar células galvânicas. A ideia é usar o íon com maior como cátodo (mais tendência a ser reduzido) e o com menor como ânodo (mais tendência a ser oxidado). Vamos ver as combinações possíveis:
  1. Ag/ Pb
  2. Cu/ Pb
  3. Ag/ Cu

Passo 6

Para cada combinação, calculamos a diferença de potencial ( ):
áâ
Isso nos dá a voltagem que a célula pode gerar.

Passo 7

Vamos calcular:
  1. Ag/ Pb:
  2. Cu/ Pb:
  3. Ag/ Cu:

Passo 8

Observando os cálculos, a combinação Ag/ Pb tem a maior voltagem de 0,93 V. Isso significa que essa célula vai produzir mais energia elétrica comparada às outras combinações.

Resposta

A célula formada pelos pares e gera a maior voltagem de 0,93 V, com a prata (Ag) atuando como cátodo e o chumbo (Pb) como ânodo.

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Determine se, ao revestir o ferro, cada metal visto a seguir evitaria ou não a corrosão do ferro.
a) Sn
Determine se, ao revestir o ferro, cada metal visto a seguir evitaria ou não a corrosão do ferro.
d) Cr