(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
Zn^2++2 e^- Zn^0 -0,76
Ni^2++2 e^- Ni^0 -0,23
Cu^2++2 e^- Cu^0 +0,34
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:
|c|c| hline Meia-reação de redução & Voçãçã
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:
Zn^0 Zn^2+ + 2 e^-

Passo 5

Agora, para calcular a força eletromotriz (ddp-padrão) da pilha, usamos a seguinte fórmula:
E^circcélula = E^circcátodo - E^circânodo éáâ
Onde:
  • á é o potencial-padrão de redução do cátodo (níquel):
  • â é o potencial-padrão de redução do ânodo (zinco):

Passo 6

Substituindo os valores na fórmula:
E^circcélula = (-0,23, V) - (-0,76, V) = (-0,23 + 0,76), V = +0,53, V é

Resposta

A equação da reação que ocorre no ânodo é:
Zn^0 Zn^2+ + 2 e^-
A força eletromotriz (ddp-padrão) da pilha níquel/zinco é de +0,53 Volts.

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