Uma solução de CoSO4(aq) 1 m foi eletrolisada, úsando-se eletrodos inertes. Assumindo nenhum sobrepotencial ou apassivamento nos eletrodos, qual é o potencial mínimo que deve ser fornecido à célula para que se inicie a eletrólise?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado fala sobre eletrolise de uma solução de sulfato de cobalto (CoSO₄) 1 molar usando eletrodos inertes. O conteúdo que vamos usar aqui é da área de Eletroquímica, especificamente sobre eletrolise e potenciais de eletrodo. Para resolver, vamos precisar conhecer as reações de redução e oxidação envolvidas e os potenciais padrão dessas reações.

Passo 2

Primeiro, precisamos identificar quais reações de redução e oxidação vão ocorrer durante a eletrolise. Como estamos usando eletrodos inertes, não há reação adicional nos eletrodos além das reações de redução e oxidação das espécies presentes na solução.

Passo 3

No cátodo (eletrodo negativo), ocorre a redução. Temos íons Co²⁺ na solução que podem ser reduzidos a cobalto metálico. A reação de redução é:
Co^2+ + 2 e^- Co(s)
O potencial padrão de redução para essa reação é $ E^\circ_{red} = -0,28\ V $.

Passo 4

No ânodo (eletrodo positivo), ocorre a oxidação. A água pode ser oxidada para formar oxigênio gasoso. A reação de oxidação é:
2 H2O(l) O2(g) + 4 H^+ + 4 e^-
O potencial padrão para a reação de oxidação da água é $ E^\circ_{ox} = -1,23\ V $.

Passo 5

Para encontrar o potencial mínimo necessário para iniciar a eletrolise, calculamos a diferença entre os potenciais de oxidação e redução:
E^circcélula = E^circredução - E^circoxidação = (-0,28 V) - (-1,23 V) = 0,95 V éçãçã
Esse valor representa a voltagem mínima que precisa ser aplicada para que a eletrolise ocorra.

Resposta

O potencial mínimo que deve ser fornecido à célula para iniciar a eletrólise é de 0,95 V.

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