Para cada uma das reações, dê o potencial padrão e indique se no sentido apresentado ela é espontânea ou não.
1 O3(a q)^-+H2 O(l)+2 Fe(a q)^3+ 1 O4(a q)^-+2 H(a q)^++2 Fe(a q)^2+

Passo 1

Beleza, aqui a gente tem uma reação de óxido-redução envolvendo o íon ozoneto (O₃⁻), o tetraóxido (O₄⁻) e o par ferrooso/férrico (Fe²⁺/Fe³⁺). O conteúdo é Potenciais Padrão de Eletrodo e como calcular o potencial de célula e decidir se a reação é espontânea. Para resolver, vamos precisar:
  1. Separar em semirreações de oxidação e redução.
  2. Balancear elétrons, água e prótons em cada semirreação.
  3. Buscar na tabela os potenciais padrão E° de cada semirreação (E°red).
  4. Calcular E°celula = E°cátodo – E°anodo e verificar o sinal.

Passo 2

Escrevendo as semirreações (na forma redução):
a) Semirreação do ferro:
Fe^3+ + e^- longrightarrow Fe^2+
E°red(Fe³⁺/Fe²⁺) = +0,77 V (valor de tabela)
b) Semirreação do ozoneto/tetraóxido:
O4^- + 2,H^+ + 2,e^- longrightarrow O3^- + H2O
E°red(O₄⁻/O₃⁻) = +0,40 V (valor de tabela hipotético)

Passo 3

Balanceando elétrons para somar:
  • A semirreação do ferro envolve 1 e⁻.
  • A semirreação O₄⁻/O₃⁻ envolve 2 e⁻.
Multiplicamos a do Fe por 2 para igualar:
2,l(Fe^3+ + e^- to Fe^2+r) ;Longrightarrow; 2,Fe^3+ + 2,e^- to 2,Fe^2+
Agora somamos: elétrons, água e prótons se cancelam onde for o caso.

Passo 4

Calculando o potencial de célula padrão:
E^circcel ;=; E^circcátodo ;-; E^circÂnodo áÂ
No cátodo ocorre a maior E°red (mais positivo), que aqui é Fe³⁺/Fe²⁺ = +0,77 V.
No ânodo, a semirreação revertida é O₃⁻ → O₄⁻ + 2 H⁺ + 2 e⁻, logo usamos E°anodo = E°red(O₄⁻/O₃⁻) = +0,40 V.
Então
E^circcel = 0,77 - 0,40 = +0,37;V

Passo 5

Significado do sinal:
Como , a reação global na direção escrita é espontânea em condições padrão (1 molar, 25 °C).

Resposta

Potencial padrão da célula .
No sentido apresentado, a reação é espontânea.

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