Usando a tabela de potenciais, calcule os potenciais das seguintes células, de as semirreações e reação global:
Zn(s)|Zn^2+(aq)||Cr^3+(aq)| Cr(s)

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente recebeu uma célula eletroquímica representada assim:
Zn(s)|Zn^2+(aq)||Cr^3+(aq)| Cr(s)
O que a gente precisa fazer é calcular os potenciais elétricos dessa célula, identificar as semirreações de oxidação e redução, e depois montar a reação global. Para isso, vamos precisar da tabela de potenciais padrão de redução. Vamos resolver isso passo a passo!

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as duas espécies químicas envolvidas na célula: o zinco (Zn) e o cromo (Cr). Cada uma delas participa de uma semirreação de redução ou oxidação. Para descobrir qual faz o quê, vamos consultar a tabela de potenciais padrão.
Na tabela, geralmente encontramos as semirreações de redução. Vamos buscar os potenciais padrão para cada uma:
  • Zinco (Zn):
    Zn^2+(aq) + 2e^- Zn(s) E^circ = -0,76 , V
  • Cromo (Cr):
    Cr^3+(aq) + 3e^- Cr(s) E^circ = -0,74 , V

Passo 3

Agora que temos os potenciais padrão, vamos decidir qual metal será o ânodo e qual será o cátodo. Lembrando que:
  • Ânodo: Local onde ocorre a oxidação.
  • Cátodo: Local onde ocorre a redução.
O metal com o potencial de redução mais alto vai ser o cátodo (reduz mais facilmente), e o outro será o ânodo.
Comparando os potenciais:
  • E^circZn^2+/Zn = -0,76 , V
  • E^circCr^3+/Cr = -0,74 , V
Como -0,74 , V é maior que -0,76 , V, o cromo será o cátodo e o zinco será o ânodo.

Passo 4

Vamos escrever as semirreações de oxidação e redução com base nisso:
  • Semirreação de Oxidação (ânodo): Aqui o zinco perde elétrons.
    Zn(s) Zn^2+(aq) + 2e^-
  • Semirreação de Redução (cátodo): Aqui o cromo ganha elétrons.
    Cr^3+(aq) + 3e^- Cr(s)

Passo 5

Para encontrar o potencial da célula ( E^circcélulaé), usamos a fórmula:
E^circcélula = E^circcátodo - E^circânodoéáâ
Vamos substituir os valores:
E^circcátodo = -0,74 , Vá
E^circânodo = -0,76 , Vâ
Então:
E^circcélula = (-0,74) - (-0,76) = (-0,74 + 0,76) = +0,02 , Vé

Passo 6

Agora, vamos montar a reação global balanceando os elétrons. Observamos que o número de elétrons nas semirreações são diferentes (2 para o zinco e 3 para o cromo). Precisamos encontrar o mínimo múltiplo comum, que é 6.
Multiplicamos as semirreações para igualar os elétrons:
  • Oxidação:
    3 times Zn(s) 3,Zn^2+(aq) + 6e^-
  • Redução:
    2 times (Cr^3+(aq) + 3e^- Cr(s))
    2,Cr^3+(aq) + 6e^- 2,Cr(s)
Somando as duas semirreações:
3,Zn(s) + 2,Cr^3+(aq) 3,Zn^2+(aq) + 2,Cr(s)

Resposta

Então, resumindo:
  • Semirreação de Oxidação (Ânodo):
    Zn(s) Zn^2+(aq) + 2e^-
  • Semirreação de Redução (Cátodo):
    Cr^3+(aq) + 3e^- Cr(s)
  • Reação Global:
    3,Zn(s) + 2,Cr^3+(aq) 3,Zn^2+(aq) + 2,Cr(s)
  • Potencial da Célula:
    E^circcélula = +0,02 , Vé

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