Question

a) Escreva as semi-reações químicas que ocorrem no ânodo e no catodo.
b) Indique os polos positivo e negativo.
c) Escreva a reação global balanceada do processo.
d) Em que sentido se estabelece o fluxo de elétrons no fio metálico?
e) Qual é a função da placa de porcelana porosa?
f) Calcule o AE° (ddp) do processo eletroquímico. Este processo é espontâneo? Justifique ​

Answer 1

Boa tarde ^-^

Se trata de uma pilha, certo ?

Então vamos lá:

Letra A)

Primeiro devemos identificar quem se oxida e quem se reduz.

A questão nos informa os potenciais padrão de redução do Alumínio e do Cobalto.

Como o Cobalto tem maior potencial de redução, ele sofrerá redução.

E dessa forma, o Alumínio se oxidará.

A oxidação sempre ocorre no ânodo, e a redução no cátodo.

Semi-Reação do Ânodo:

$2Al^0_{(s)} \: --> 2Al^{3+}_{(aq)} + 6e^-$

Semi-Reação do Cátodo:

$3Co^{2+}_{(aq)}+6e^- \: --> 3Co^0_{(s)}$

Letra B)

O Cátodo de Cobalto é Positivo

O Ânodo de Alumínio é Negativo

Letra C)

$2Al^0_{(s)} +3Co^{2+}_{(aq)} \: --> 2Al^{2+}_{(aq)} + 3Co^0_{(s)}$

Letra D)

O Alumínio doa elétrons, que o Cobalto recebe.

Logo, o fluxo de elétrons vai do ânodo de Alumínio para o cátodo de Cobalto.

Letra E)

Ela funciona como ponte salina, mantendo as soluções dos dois lados neutras e "fechando" o circuito elétrico.

Letra F)

A DDP é calculada pela subtração entre o potencial de redução maior pelo menor:

$E^o=E^o_{maior} - E^o_{menor}$

$E^o=-0,26-(-1,66)$

$E^o=-0,26+1,66$

$E^o=1,4V$

O processo é espontâneo, pois a DDP é positiva.

Na verdade, toda pilha é baseada em um processo espontâneo.

Perdão se cometi algum erro.

Answer 2

As semi-reações químicas que ocorrem no ânodo e no catodo são:

a) Ânodo: Al ⇒ Al³⁺ + 3 e⁻

Catodo: Co²⁺ + 2e⁻ ⇒ Co

Os polos positivo e negativo são:

b) Polo positivo: Eletrodo de cobalto

Polo negativo: Eletrodo de alumínio

A equação global balanceada do processo é:

c) 2 Al + 3 Co²⁺ ⇒ 2 Al³⁺ 3 Co

O sentido que se estabelece o fluxo de elétrons no fio metálico é:

d) Do eletrodo de alumínio para o eletrodo de cobalto, ou seja, do ânodo para o catodo.

A função da placa de porcelana porosa é:

e) Permite um escoamento de íons, fazendo com que nenhum dos lados fique com excesso de carga negativa ou positiva, resultando em um equilíbrio.

O ΔE° (ddp)do processo eletroquímico é:

f)  ΔE° = 1,38 V. Em pilhas, a energia química é transformada em energia elétrica de forma espontânea. Quando a ddp é maior que zero o processo é espontâneo.

a) O ânodo, é o eletrodo do elemento que oxida e o catodo, reduz. Para identificação do elemento que oxida, deve-se verificar aquele que tem menor potencial de eletrodo. O alumínio possui um potencial de - 1,66 V, enquanto o cobalto, -0,28 v. Logo, o alumínio é o elemento que oxida e o cobalto, reduz.

A semi-reação do alumínio oxidando é:

Al ⇒ Al³⁺ + 3 e⁻ (ânodo)

A semi-reação do cobalto reduzindo é:

Co²⁺ + 2e⁻ ⇒ Co (catodo)

b) Em pilhas, o ânodo é o polo negativo e o catodo, positivo.

c) Para escrever a reação global balanceada deve-se balancear as semi-reações. Nas semi-reações, o alumínio está perdendo 3 elétrons, enquanto o cobalto, ganhando 2. O número de elétrons perdidos e cedidos devem ser iguais. Portanto, a semi-reação do alumínio será multiplicada por dois, enquanto a do cobalto por três. No total terão 6 e⁻ perdidos e cedidos.

Al ⇒ Al³⁺ + 3 e⁻ (x2)

Co²⁺ + 2e⁻ ⇒ Co (x3)

-------------------------------------------

2 Al + 3 Co²⁺ ⇒ 2 Al³⁺ 3 Co

d) O alumínio doa elétrons, enquanto os íons Co²⁺ recebem. O fluxo se dá do eletrodo de alumínio para o eletrodo de cobalto.

e) Sem a placa porosa, a pilha não iria funcionar. À medida que o Al se oxida a Al³⁺, haveria um excesso de carga positiva em um lado. Da mesma forma, ocorreria do outro lado, um excesso de carga negativa, à medida que o Co²⁺ fosse reduzindo a Co. A placa de porcelana porosa concede esse equilíbrio, permitindo a passagem dos íons, mantendo a pilha em funcionamento.

f) Para calcular o ΔE° (ddp) do processo eletroquímico, deve-se subtrair o potencial de eletrodo do elemento que reduz pelo potencial de eletrodo do elemento que oxida. O potencial de eletrodo do alumínio é igual a -1,66 V, enquanto do cobalto é -0,28 V.

ΔE° pilha  = E° reduz - E° oxida

ΔE° pilha = -0,28 - (-1,66)

ΔE° pilha = 1,38 V

O processo é espontâneo, pois a ddp é maior que zero.

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