Calcule o valor de E^circ para cada uma das reações a seguir. Decida se cada uma delas é produto-favorecida na direção em que foi escrita.
(a) 2 I^-(aq)+Zn^2+(aq) I2(s)+Zn(s)
(b) Zn^2+(aq)+Ni(s) Zn(s)+Ni^2+(aq)
© 2 Cl^-(aq)+Cu^2+(aq) Cu(s)+Cl2(g)
(d) Fe^2+(aq)+Ag^+(aq) Fe^3+(aq)+Ag(s).

Passo 1

Beleza, então aqui o que a gente precisa fazer é calcular o valor de E^circ para quatro reações diferentes. Isso faz parte do conteúdo de eletroquímica, especificamente sobre potenciais de redução padrão. Vamos usar tabelas de potenciais padrão de redução para resolver isso e decidir se cada reação é favorecida na direção em que está escrita.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que em uma reação redox, sempre tem uma parte que está sendo oxidada e outra que está sendo reduzida. O potencial padrão da célula ( E^circcélulaé) é calculado subtraindo o potencial de redução do anodo do potencial de redução do catodo:
E^circcélula = E^circcatodo - E^circanodo é
Se E^circcélulaé for positivo, a reação é favorecida na direção escrita.

Passo 3

Vamos analisar cada reação uma por uma, identificando quais espécies estão sendo reduzidas e oxidadas, buscando seus potenciais padrão de redução na tabela.

Reação (a)

2 I^-(aq) + Zn^2+(aq) I2(s) + Zn(s)

Passo 4

Identificando as semi-reações:
  • Oxidação: Zn(s) Zn^2+(aq) + 2e^-
  • Redução: 2 I^-(aq) I2(s) + 2e^-

Passo 5

Buscando os potenciais de redução:
  • Para o cátodo (redução dos íons iodeto):
    I2(s) + 2e^- 2 I^-(aq) E^circ = +0,54, V
  • Para o anodo (redução do zinco, mas precisamos do potencial de oxidação, então invertendo a reação de redução):
    Zn(s) Zn^2+(aq) + 2e^- E^circ = -0,76, V

Passo 6

Calculando E^circcélulaé:
E^circcélula = E^circcatodo - E^circanodo = +0,54, V - (-0,76, V) = +1,30, V é

Passo 7

Decisão:
Como E^circcélulaé é positivo, a reação é favorecida na direção escrita.

Reação (b)

Zn^2+(aq) + Ni(s) Zn(s) + Ni^2+(aq)

Passo 8

Identificando as semi-reações:
  • Oxidação: Ni(s) Ni^2+(aq) + 2e^-
  • Redução: Zn^2+(aq) + 2e^- Zn(s)

Passo 9

Buscando os potenciais de redução:
  • Para o cátodo (redução do zinco):
    Zn^2+(aq) + 2e^- Zn(s) E^circ = -0,76, V
  • Para o anodo (redução do níquel, mas vamos usar a oxidação):
    Ni(s) Ni^2+(aq) + 2e^- E^circ = -0,25, V

Passo 10

Calculando E^circcélulaé:
E^circcélula = E^circcatodo - E^circanodo = -0,76, V - (-0,25, V) = -0,51, V é

Passo 11

Decisão:
Como E^circcélulaé é negativo, a reação não é favorecida na direção escrita.

Reação ©

2 Cl^-(aq) + Cu^2+(aq) Cu(s) + Cl2(g)

Passo 12

Identificando as semi-reações:
  • Oxidação: 2 Cl^-(aq) Cl2(g) + 2e^-
  • Redução: Cu^2+(aq) + 2e^- Cu(s)

Passo 13

Buscando os potenciais de redução:
  • Para o cátodo (redução do cobre):
    Cu^2+(aq) + 2e^- Cu(s) E^circ = +0,34, V
  • Para o anodo (redução do cloro, mas usamos a oxidação):
    2 Cl^-(aq) Cl2(g) + 2e^- E^circ = -1,36, V

Passo 14

Calculando E^circcélulaé:
E^circcélula = E^circcatodo - E^circanodo = +0,34, V - (-1,36, V) = +1,70, V é

Passo 15

Decisão:
Como E^circcélulaé é positivo, a reação é favorecida na direção escrita.

Reação (d)

Fe^2+(aq) + Ag^+(aq) Fe^3+(aq) + Ag(s)

Passo 16

Identificando as semi-reações:
  • Oxidação: Fe^2+(aq) Fe^3+(aq) + e^-
  • Redução: Ag^+(aq) + e^- Ag(s)

Passo 17

Buscando os potenciais de redução:
  • Para o cátodo (redução da prata):
    Ag^+(aq) + e^- Ag(s) E^circ = +0,80, V
  • Para o anodo (redução do ferro, mas usamos a oxidação):
    Fe^2+(aq) Fe^3+(aq) + e^- E^circ = -0,77, V

Passo 18

Calculando E^circcélulaé:
E^circcélula = E^circcatodo - E^circanodo = +0,80, V - (-0,77, V) = +1,57, V é

Passo 19

Decisão:
Como E^circcélulaé é positivo, a reação é favorecida na direção escrita.

Resposta

(a) E^circ = +1,30, V — Favorecida na direção escrita.
(b) E^circ = -0,51, V — Não favorecida na direção escrita.
© E^circ = +1,70, V — Favorecida na direção escrita.
(d) E^circ = +1,57, V — Favorecida na direção escrita.

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