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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 13.1 - Ex. 15

Escreva as meias-reações e projete uma célula galvânica (escreva o diagrama de célula) para estudar cada uma das seguintes reações:

  1. A g B r ( s ) → 4   A g a q +   + B r a q - , um equilíbrio de solubilidade;
  2. H a q + + O H a q - →   H 2 O   ( l ) , a reação de neutralização de Brønsted;
  3. C d ( s ) +   2   N i ( O H ) 3 ( s ) →   C d ( O H ) 2 ( s ) +   2 N i ( O H ) 2 ( s ) , a reação na célula de níquel-cádmio.

Passo 1

Bora pra mais umaa!

Animadíssimo? Espero que sim !

Antes de começar vamos lembrar que a oxidação (perda de elétrons) ocorre no anodo e a redução (ganho de elétrons) ocorre no catodo.

Então, as meias reações para esta reação são:

C a t o d o :         A g a q + + e - → A g ( s )                                                         E 0 = + 0,80   V

A n o d o :         A g ( s ) + B r a q - → A g B r ( s ) + e -                   E 0 = - 0,07   V

Então a equação geral ficará assim:

A g a q + + B r a q - → A g B r ( s )                                         E 0 = + 0,80   V - 0,07 V = + 0,73   V

Esta é a direção da reação celular padrão espontânea que pode ser usada para estudar o inverso do equilíbrio de solubilidade fornecido.

Um diagrama de células para esse processo favorável é:

A n o d o C a t o d o

Ou seja:

A g ( s ) | A g B r s | B r a q - A g a q + | A g ( s )

E é só isso na letra a!

Passo 2

Na letra b, as meias reações para podem ser:

C a t o d o :         O 2 ( g ) + 4 H a q + + 4 e - → 2 H 2 O   ( l )                                                         E 0 = + 1,23   V

A n o d o :         4 O H a q - → O 2 ( g ) + 2 H 2 O   ( l ) + 4 e -                                                         E 0 = - 0,40   V

Então a equação geral ficará assim:

4 O H a q - + 4 H a q + → 4 H 2 O   ( l )                                         E 0 = + 1,23   V - 0,40 V = + 083   V

Ou:

O H a q - + H a q + → H 2 O   ( l )                                         E 0 = + 083   V

Como a platina pode ser usada como catalisador para esta reação

P t ( s ) | O 2 ( g ) | O H a q - H a q + | O 2 g | P t ( s )

Passo 3

Na letra c, as meias reações para podem ser:

C a t o d o :           N i ( O H ) 3 ( s ) + e - → N i ( O H ) 2 + O H a q -                                                         E 0 = + 0,49   V

A n o d o :         C d ( s ) + 2 O H a q - → C d ( O H ) 2 ( s ) + 2 e -                                                         E 0 = + 0,81   V

Adaptando:

C a t o d o :           2 N i ( O H ) 3 ( s ) + 2 e - → 2 N i ( O H ) 2 + 2 O H a q -                                                         E 0 = + 0 , 4 9   V

A n o d o :         C d ( s ) + 2 O H a q - → C d ( O H ) 2 ( s ) + 2 e -                                                         E 0 = + 0,81   V

Então a equação geral ficará assim:

C d ( s ) +   2   N i ( O H ) 3 ( s ) →   C d ( O H ) 2 ( s ) +   2 N i ( O H ) 2 ( s )                   E 0 = + 0,49   V + 0,51 V = + 1,3   V

Os íons hidróxidos podem vir de uma base, como KOH. Então o digrama pode ser:

C d ( s ) | C d ( O H ) 2 ( s ) | K O H ( a q ) N i ( O H ) 3 | N i ( O H ) 2 | N i ( s )

E é isso ai!

Resposta

  1. C a t o d o :         A g a q + + e - → A g s ,

    2. A n o d o :         A g ( s ) + B r a q - → A g B r ( s ) + e - ,

    A g ( s ) | A g B r s | B r a q - A g a q + | A g ( s ) ;

  2. C a t o d o :         O 2 ( g ) + 4 H a q + + 4 e - → 2 H 2 O   ( l ) ,

    3. A n o d o :         4 O H a q - → O 2 ( g ) + 2 H 2 O   ( l ) + 4 e - ,

    P t ( s ) | O 2 ( g ) | O H a q - H a q + | O 2 g | P t ( s ) ;

  3. C a t o d o :           N i ( O H ) 3 ( s ) + e - → N i ( O H ) 2 + O H a q -   ,

A n o d o :         C d ( s ) + 2 O H a q - → C d ( O H ) 2 ( s ) + 2 e - ;

C d ( s ) | C d ( O H ) 2 ( s ) | K O H ( a q ) N i ( O H ) 3 | N i ( O H ) 2 | N i ( s ) .

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