Baseado na fila de reatividade, qual é o resultado de cada uma das seguintes reações?
Passo 1
O enunciado pede que eu determine o resultado da reação entre
e
.
Informações dadas: reagentes são (gás hidrogênio) e
(cloreto de cobre(II) em solução aquosa). Não há outras condições explícitas (temperatura, catalisador etc.). A tarefa é prever os produtos com base na fila de reatividade.
Informações dadas: reagentes são
Passo 2
Vamos entender, passo a passo, o que é a “fila de reatividade” e por que ela importa aqui.
A fila de reatividade (ou série) ordena metais conforme a facilidade com que perdem elétrons (ou seja, sua tendência a serem oxidados). Posição mais alta = metal mais reativo = mais facilmente oxidado (perde elétrons). O hidrogênio é usado como referência na fila: metais acima de reagem com ácidos liberando
; metais abaixo de
não deslocam
de soluções ácidas.
Importante: além desse uso prático, podemos pensar em termos de oxidação-redução: se algo pode oxidar o outro, uma reação redox ocorre (um se oxida e o outro se reduz). Aqui temos íons na solução; a questão é: o
pode reduzir
a cobre metálico?
A fila de reatividade (ou série) ordena metais conforme a facilidade com que perdem elétrons (ou seja, sua tendência a serem oxidados). Posição mais alta = metal mais reativo = mais facilmente oxidado (perde elétrons). O hidrogênio é usado como referência na fila: metais acima de
Importante: além desse uso prático, podemos pensar em termos de oxidação-redução: se algo pode oxidar o outro, uma reação redox ocorre (um se oxida e o outro se reduz). Aqui temos íons
Passo 3
Aplicando a fila ao nosso caso: o cobre (
) está abaixo do hidrogênio na fila de reatividade (ou seja, é menos reativo que o hidrogênio). Isso significa que o hidrogênio pode, em condições adequadas, reduzir os íons
a cobre metálico. Em linguagem de reações redox: o
é oxidado e o
é reduzido. Vou escrever as semi-reações para ficar bem claro.
Passo 4
Escrevendo as semi-reações (com explicação do que cada termo significa):
Redução (o
ganha elétrons e vira cobre sólido):
Aqui
é o cátion do cobre na solução; ao ganhar 2 elétrons (
) forma cobre metálico
.
Oxidação (o
perde elétrons e forma íons hidrônio/protões):
Aqui o
doa 2 elétrons (um por átomo de hidrogênio) formando dois prótons
na solução.
Passo 5
Somando as semi-reações (os
se cancelam) obtemos a equação íon-ótica líquida:
Agora reintroduzimos os ânions espectadores. Na solução original os ânions são
; portanto os
formados ficam combinados com os
para dar
. Assim a equação molecular balanceada é:
Passo 6
Verificação rápida por outra abordagem (potenciais padrão), só para confirmar: o potencial de redução padrão de
é
e do par
é
. Como o potencial de redução do cobre é maior, a redução de
por
é espontânea sob condições padrão — consistência com o que a fila de reatividade nos disse.
Passo 7
Interpretação experimental (o que você veria na prática): forma-se um precipitado/depósito de cobre metálico avermelhado (
) e a solução fica ácida por formação de
(os íons
permanecem em solução). Isso ajuda a reconhecer a reação na prova caso descrevam observações.