Calcule o valor de E^circ para cada uma das reações a seguir. Decida se cada uma delas é produtofavorecida na direção em que foi escrita.
Zn^2+(aq)+Ni(s) Zn(s)+Ni^2+(aq)

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O enunciado pede para calcular o valor de E^circ para a reação:
Zn^2+(aq) + Ni(s) Zn(s) + Ni^2+(aq)
Além disso, precisamos decidir se essa reação é favorecida na direção em que foi escrita. Para isso, vamos trabalhar com conceitos de eletroquímica, especificamente sobre potenciais padrão de eletrodo e células eletroquímicas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender que em uma reação eletroquímica, temos duas semi-reações: uma de redução e outra de oxidação. O potencial padrão ( E^circ) de cada meio é uma medida de sua tendência a ganhar elétrons (reduzir-se).

Passo 3

Vamos identificar as semi-reações envolvidas:
  1. Redução do íon zinco:
    Zn^2+ + 2 e^- Zn(s) E^circ = -0,76 , V
  2. Redução do íon níquel:
    Ni^2+ + 2 e^- Ni(s) E^circ = -0,25 , V
Esses valores são tabelados e representam o potencial padrão de redução para cada meio.

Passo 4

Agora, precisamos determinar qual meio está sendo oxidado e qual está sendo reduzido na reação dada. Observando a equação original:
Zn^2+(aq) + Ni(s) Zn(s) + Ni^2+(aq)
Vemos que:
  • Zn²⁺ está sendo reduzido a Zn.
  • Ni está sendo oxidado a Ni²⁺.

Passo 5

Como o níquel está sendo oxidado, a semi-reação de oxidação será o reverso da redução:
Ni(s) Ni^2+ + 2 e^- E^circoxidação = +0,25 , Vçã
Note que o potencial de oxidação é o inverso do potencial de redução.

Passo 6

Para calcular o potencial padrão da célula ( E^circcélulaé), usamos a seguinte fórmula:
E^circcélula = E^circcátodo - E^circânodoéáâ
Onde:
  • Cátodo é o eletrodo onde ocorre a redução.
  • Ânodo é o eletrodo onde ocorre a oxidação.

Passo 7

Identificando:
  • Cátodo: Redução do Zn²⁺ a Zn, E^circ = -0,76 , V
  • Ânodo: Oxidação do Ni a Ni²⁺, E^circoxidação = +0,25 , Vçã
Agora, aplicamos na fórmula:
E^circcélula = (-0,76 , V) - (+0,25 , V) = -1,01 , Vé

Passo 8

No entanto, isso nos dá um valor negativo para E^circcélulaé, indicando que a reação não é espontânea na direção escrita. Para que a reação seja espontânea, E^circcélulaé deve ser positivo.

Resposta

O valor de E^circ para a reação é -1,01,V, e a reação não é favorecida na direção em que foi escrita.

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