Considere a célula eletroquímica a seguir e os potenciais das semi-reações: a) Escrevas as semi-reações de oxidação e de redução b) Escreva a equação global da pilha c) Calcule a ddp da pilha d) Diga qual a direção do fluxo dos elétrons e) Identifique o polo positivo, o polo negativo, o cátodo e o ânodo
Respostas
a) O primeiro ponto a observar para começar a resolver este exercício é comparar os potenciais padrão de redução (representado por E°). Quanto maior for o potencial padrão de redução de um composto, mais facilmente ele será reduzido.
Como o E° de Cu²⁺ para Cu(s) é maior do que o de Ni²⁺ para Ni, podemos afirmar que o cobre (Cu) irá reduzir e, consequentemente, o níquel (Ni) irá oxidar.
Assim, as semi-reações podem ser assim descritas:
semi-reação de oxidação: Ni(s) → Ni²⁺(aq) + 2 e⁻
semi-reação de redução: Cu²⁺(aq) + 2 e⁻ → Cu(s)
b) A equação global da pilha pode ser representada pela soma das semi-reações de oxidação e redução, com a eliminação dos dois elétrons no reagente e no produto:
Ni(s) → Ni²⁺(aq) + 2 e⁻
Cu²⁺(aq) + 2 e⁻ → Cu(s)
Ni(s) + Cu²⁺(aq) → Ni²⁺(aq) + Cu(s)
c) A diferença de potencial-padrão (sigla para ddp), representado por ΔE°, pode ser calculado por:
ΔE° = E°red (cátodo) – E° red (ânodo)
que é equivalente à equação
ΔE° = E°red maior – E°red menor
Portanto, teremos que a ddp será de:
ΔE° = +0,34 –(–0,25)
ΔE° = +0,34 +0,25
ΔE° = +0,59
d) A direção do fluxo de elétrons, em uma pilha, ocorre no sentido do ânodo para o cátodo, ou seja, do eletrodo que apresenta menor potencial de redução para o eletrodo com maior potencial de redução.
No caso desta pilha, o eletrodo que apresenta menor potencial de redução é o níquel (E° = –0,25), portanto este será o ponto de partida do fluxo de elétrons.
Já o eletrodo com maior potencial de redução é o cobre (E° = +0,34), portanto será o local final para onde o fluxo de elétrons irá se deslocar.
Dessa forma, a direção do fluxo de elétrons será do níquel para o cobre.
e) O cátodo é o polo positivo onde ocorre a redução. Já o ânodo é o polo negativo onde ocorre a oxidação.
Como o E° do cobre é maior do que o do níquel, ele irá reduzir. Portanto, o cobre será o cátodo e o polo negativo. Já o níquel irá oxidar, logo será o ânodo e polo positivo.
Espero ter ajudado!