PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 25 da UFPR 2005

1ª fase · Química: Pilhas e potencial de redução

Analise a figura da seguinte célula eletroquímica:

Esquema de célula eletroquímica contendo dois béqueres conectados por uma ponte salina e um circuito elétrico externo com um componente retangular central. O béquer da esquerda contém uma solução de Cd(NO3)2 com um eletrodo de Cd imerso. O béquer da direita contém uma solução de AgNO3 com um eletrodo de Ag imerso.

Considerando os potenciais-padrão de redução (\text{E}^\text{o}) do cádmio -0{,}402\text{ V} e da prata +0{,}799\text{ V}, é correto afirmar:

  1. A
    O eletrodo de prata é definido como catodo quando essa célula estiver funcionando como célula galvânica.
  2. B
    O potencial fornecido por essa célula é \text{E}^\text{o} = +0{,}397\text{ V}.
  3. C
    O fornecimento de uma d.d.p. de 0{,}400\text{ V} para essa célula faz com que ela funcione como célula eletrolítica.
  4. D
    No eletrodo de cádmio dessa célula vai ocorrer uma reação de redução, espontaneamente.
  5. E
    Na célula, a ponte salina tem por finalidade facilitar a passagem de elétrons, fechando o curto-circuito da célula galvânica.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Numa célula galvânica, o eletrodo com maior potencial de redução sofre redução (catodo) e o de menor potencial sofre oxidação (anodo).

Dados: E^\text{o}_{\ce{Ag+/Ag}} = +0{,}799\ \text{V} e E^\text{o}_{\ce{Cd^2+/Cd}} = -0{,}402\ \text{V}.

  1. A prata tem o maior potencial, então reduz: \ce{Ag+ + e- -> Ag} (catodo).
  2. O cádmio oxida: \ce{Cd -> Cd^2+ + 2e-} (anodo).
  3. A ddp da pilha é:
\Delta E^\text{o} = E^\text{o}_{\text{maior}} - E^\text{o}_{\text{menor}} = 0{,}799 - (-0{,}402) = +1{,}201\ \text{V}

Agora as alternativas:

  • (A) correta: a prata é o catodo na célula galvânica.
  • (B) errada: +0{,}397\ \text{V} vem de somar os valores com os sinais como estão (0{,}799 - 0{,}402), esquecendo de subtrair o potencial negativo; o correto é 1{,}201\ \text{V}.
  • (C) errada: a pilha gera 1{,}201\ \text{V}; aplicar só 0{,}400\ \text{V} não supera isso para inverter a reação, então não há eletrólise.
  • (D) errada: no cádmio ocorre oxidação, espontaneamente.
  • (E) errada: a ponte salina permite o fluxo de íons, não de elétrons (estes passam pelo fio), e mantém a neutralidade das soluções.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa B engana quem não troca o sinal ao subtrair o potencial negativo do cádmio.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BCalcula 0{,}799-0{,}402 em vez de 0{,}799-(-0{,}402)=1{,}201\ \text{V}.
  • CUma ddp de 0{,}400\ \text{V} é menor que os 1{,}201\ \text{V} da pilha, então não reverte a reação e não há eletrólise.
  • DNo cádmio, de menor potencial de redução, ocorre oxidação espontânea, não redução.
  • EA ponte salina permite a migração de íons, não de elétrons, e evita acúmulo de carga, não é 'fechar curto-circuito'.

Assunto: Pilhas e potencial de redução.

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Fonte: UFPR 2005 · 1ª fase. Prova oficial ↗