(UFPE) Considere uma cela galvânica formada por semicelas padrão de cobre e de zinco, cujos potenciais de redução são os seguintes:
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É correto afirmar que:
a) Os elétrons no circuito externo fluirão do eletrodo de cobre para o eletrodo de zinco.
b) O potencial padrão da cela é
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c) Quando o equilíbrio for atingido não haverá diferença de potencial entre os eletrodos.
d) Os íons zinco são reduzidos a zinco metálico.
e) O eletrodo de cobre é o cátodo.
É correto afirmar que:
a) Os elétrons no circuito externo fluirão do eletrodo de cobre para o eletrodo de zinco.
b) O potencial padrão da cela é
c) Quando o equilíbrio for atingido não haverá diferença de potencial entre os eletrodos.
d) Os íons zinco são reduzidos a zinco metálico.
e) O eletrodo de cobre é o cátodo.
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma cela galvânica formada por duas semicelas padrão: uma de cobre e outra de zinco. Os potenciais de redução dessas semicelas são fornecidos. Nosso objetivo é analisar as afirmações e identificar qual delas está correta. Para resolver isso, precisamos entender conceitos como potenciais de redução, direção do fluxo de elétrons e identificação do cátodo e ânodo na célula galvânica.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é uma cela galvânica. É uma bateria que gera eletricidade através de reações químicas de oxidação e redução. Ela é composta por duas semicelas metálicas diferentes mergulhadas em soluções de seus respectivos íons. Essas semicelas estão conectadas por um circuito externo que permite o fluxo de elétrons.
Passo 3
Os potenciais de redução fornecidos indicam a tendência de cada metal em ganhar elétrons (ser reduzido). Quanto maior o potencial de redução, mais facilmente a substância aceita elétrons. No nosso caso:
- Cobre (Cu²⁺ + 2 e⁻ → Cu) tem um potencial de redução de +0,34 V.
- Zinco (Zn²⁺ + 2 e⁻ → Zn) tem um potencial de redução de -0,76 V.
Passo 4
Para determinar qual semicela será o cátodo (local de redução) e qual será o ânodo (local de oxidação), comparamos os potenciais de redução. O metal com maior potencial de redução será o cátodo, pois tem maior tendência a ganhar elétrons. Portanto:
- Cobre será o cátodo.
- Zinco será o ânodo.
Passo 5
O fluxo de elétrons ocorre do ânodo para o cátodo através do circuito externo. Então, os elétrons irão do eletrodo de zinco para o de cobre.
Passo 6
Vamos analisar cada afirmação:
a) Incorreta. Como vimos, os elétrons fluem do zinco para o cobre.
b) Incorreta. O potencial padrão da cela é calculado por Eºcélula = Eºcátodo - Eºânodo = 0,34 V - (-0,76 V) = 1,10 V.
c) Incorreta. Na verdade, quando o equilíbrio é atingido, a diferença de potencial se iguala ao potencial da célula, então ainda há diferença de potencial.
d) Incorreta. No ânodo, o zinco é oxidado (perde elétrons), não reduzido.
e) Correta. Como determinamos, o eletrodo de cobre é o cátodo.
a) Incorreta. Como vimos, os elétrons fluem do zinco para o cobre.
b) Incorreta. O potencial padrão da cela é calculado por Eºcélula = Eºcátodo - Eºânodo = 0,34 V - (-0,76 V) = 1,10 V.
c) Incorreta. Na verdade, quando o equilíbrio é atingido, a diferença de potencial se iguala ao potencial da célula, então ainda há diferença de potencial.
d) Incorreta. No ânodo, o zinco é oxidado (perde elétrons), não reduzido.
e) Correta. Como determinamos, o eletrodo de cobre é o cátodo.
Resposta
A alternativa e) Os eletrodos de cobre é o cátodo é a correta.