Question

a partir das semi reações e potenciais de redução abaixo, escreva a equação a equação global da reação entre as espéciese calcule o valor de f.e.m,(∆E0) de uma pilha que evolva a reação obtida nas condições padrão.

a) Ni2+(aq)+2 e ---> Ni(s) E0= -0,24v
Fe2+(aq) +2 e ---> Fe(s) E0= -0,41v

b) Cu2+(aq)+2 e ---> Cu(s) E0= +0,34v
02(g)+ 4 H+(aq) +4 e ---> H20 E0=1,23v

Answer 1

O elemento que tem o maior potencial de redução (Eo) será reduzido (receberá os elétrons e ficará eletricamente neutro). Em consequência, o outro elemento será oxidado (perderá os elétrons e ficará carregado positivamente).

A)
Ni {2+} (aq) + 2 e → Ni (s)    (Eo = -0,24 V)
Fe {2+} (aq) + 2 e → Fe (s)   (Eo = -0,41 V)

O níquel tem maior potencial de redução (-0,24 V > -0,41 V), logo, será reduzido. Então, o ferro será oxidado.

Equação geral : soma das duas semi-reações !

Para tornarmos a semi-reação do ferro como oxidação, invertemos o seu sentido :

Fe (s) → Fe {2+} (aq) + 2 e 

Somando as duas semi-reações (como o nº de elétrons é igual para as duas, podemos "cortá-lo") :
Ni {2+} (aq) + 2 e → Ni (s)      (Redução)
Fe (s) → Fe {2+} (aq) + 2 e     (Oxidação) 
---------------------------------------- +
Ni {2+} (aq) + Fe (s) → Ni (s) + Fe {2+} ⇒ Equação geral da pilha !

Por fim, Fem = Eo maior - Eo menor 
No caso : Eo maior = -0,24 V e Eo menor = -0,41 V :

Fem = -0,24 - (-0,41)
Fem = -0,24 + 0,41
Fem = 0,17 Volts ⇒ Força eletromotriz da pilha !
------------------------------------------------------------------------------------------------------
B)
Cu {2+} (aq) + 2 e → Cu(s)             (Eo = +0,34 V)
O2(g) + 4 H+ (aq) + 4 e → 2 H2O (aq) (Eo = 1,23 V)

A formação da água tem maior potencial de redução (1,23 V > 0,34 V), logo, haverá a redução nesse processo. Logo, o cobre doará os elétrons livres do processo, sendo oxidado.

Equação geral : soma das duas semi-reações !

O cobre será oxidado, mas na semi-reação apresentada, só há 2 mols de elétrons envolvidos (quanto que a formação da água usa 4 mols de elétrons). Por isso, vamos inverter a semi-reação do cobre e vamos multiplicá-la por 2 :

(Cu(s)  → Cu {2+} (aq) + 2 e) * 2 =
2 Cu(s)  → 2 Cu {2+} (aq) + 4 e

Semi-reação de oxidação normalizada, podemos somar as semi-reações :
O2(g) + 4 H+ (aq) + 4 e → 2 H2O (aq) (redução) 
2 Cu(s)  → 2 Cu {2+} (aq) + 4 e (oxidação)
-------------------------------------------- +
O2(g) + 4 H+ (aq) + 2 Cu (s)  → 2 H2O (aq) + 2 Cu {2+} ⇒ Equação geral da pilha !


Por fim, Fem = Eo maior - Eo menor 
No caso : Eo maior = 1,23 V e Eo menor = 0,34 V 

Fem = 1,23 - 0,34
Fem = 0,89 Volts ⇒ Força eletromotriz da pilha !