(UFRJ-RJ) Podemos prever se uma reação de simples troca ocorre ou não com base na série de reatividade decrescente dos metais. Mergulhando-se uma lâmina de zinco em uma solução de ácido clorídrico, o zinco deslocará o hidrogênio por ser mais reativo do que ele. Se o cobre é usado em lugar do zinco, não ocorre reação. Outra forma de se prever a espontaneidade de uma reação é utilizar escalas de potenciais de reação, como, por exemplo, a da tabela a seguir, que deve ser usada para resolver os itens a e b.
Potenciais-padrac <br> de reducalo | Volts |
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Escreva a equação da reação que ocorre no ânodo e calcule a força eletromotriz (ddp-padrão) de uma pilha níquel/zinco.
Passo 1
Vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos que escrever a equação da reação que ocorre no ânodo e calcular a força eletromotriz (ddp-padrão) de uma pilha formada por níquel e zinco. Para isso, vamos precisar usar a tabela de potenciais-padrão de redução e entender alguns conceitos básicos de células eletroquímicas.
Passo 2
Primeiro, precisamos identificar qual metal atuará como ânodo e qual como cátodo na pilha níquel/zinco. Sabemos que, em uma célula galvânica, o ânodo é onde ocorre a oxidação (perda de elétrons) e o cátodo é onde ocorre a redução (ganho de elétrons).
Passo 3
Consultando a tabela de potenciais-padrão de redução fornecida:
Observamos que o níquel (
) tem um potencial-padrão de redução menos negativo que o zinco (
). Isso significa que o níquel tem maior tendência a ser reduzido do que o zinco.
Passo 4
Como o ânodo é onde ocorre a oxidação, e o cátodo é onde ocorre a redução, o zinco será o ânodo e o níquel será o cátodo na pilha. Portanto, no ânodo, o zinco irá oxidar-se:
Passo 5
Agora, para calcular a força eletromotriz (ddp-padrão) da pilha, usamos a seguinte fórmula:
Onde:
-
é o potencial-padrão de redução do cátodo (níquel): -
é o potencial-padrão de redução do ânodo (zinco):
Passo 6
Substituindo os valores na fórmula:
Resposta
A equação da reação que ocorre no ânodo é:
A força eletromotriz (ddp-padrão) da pilha níquel/zinco é de +0,53 Volts.