Nível I

Considere uma célula formada por uma semi-célula padrão $\ce{Fe/Fe}$ e outra semi-célula contendo um metal $\ce{M}$ , desconhecido, imerso em uma solução $\pu{1 M}$ de $\ce{MNO3}$ : $\ce{ M(s) | M^+(aq) || Fe^{2+}(aq) | Fe(s) }$ O potencial padrão dessa célula é $\pu{+1,24 V}$ em $\pu{298 K}$ . A reação prosseguiu por um longo tempo e os dois eletrodos foram pesados. O eletrodo de ferro estava mais leve e o eletrodo do metal desconhecido mais pesado do que no início..

Assinale a alternativa que mais se aproxima do potencial padrão do par $\ce{M/M^+}$ .

\pu{0,44 V}

\pu{0,54 V}

\pu{0,66 V}

\pu{0,8 V}

\pu{0,98 V}

Dados

$E^{\circ}(\ce{Fe^{2+}/Fe}) = \pu{-0,440 V}$

Gabarito 3L.06

O primeiro passo é entender como um eletrodo fica mais leve ou mais pesado, vamos olhar para o eletrodo de ferro. Existem duas semirreações possíveis: $\ce{Fe^{2+}(aq) + 2e^{-} ->Fe(s)}$ Ou: $\ce{Fe(s) -> Fe^{2+}(aq) +2e^{-}}$ Aumentar a massa do eletrodo está relacionado a produzir mais $\ce{Fe(s)}$ pois esse ferro se adere ao eletrodo aumentando sua massa, consequentemente, diminuir a massa do eletrodo está relacionada a consumir $\ce{Fe(s)}$ ou seja o ferro do eletrodo vai sendo consumido e portanto a massa do eletrodo vai diminuindo. O eletrodo de ferro está mais leve, o ferro foi oxidado, então o eletrodo de ferro é o anodo. E como o eletrodo de M está mais pesado, o M foi reduzido, então o eletrodo de M é o catodo. Cálculo do potencial padrão do par $\ce{M^{+}/M}$

$\ce{E^{\circ}_{\text{célula}} = E^{\circ}_{catodo}-E^{\circ}_{anodo}}$ $1,24=\ce{E^{\circ}_{catodo}}-(-0,44)$ $\boxed{\ce{E^{\circ}_{\text{célula}} }=\pu{0,80 V}}$