Compare a reatividade do íon
com
e cite uma aplicação conhecida de cada íon.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas: (1) comparar a reatividade do íon
com a do íon
; (2) citar uma aplicação conhecida de cada íon. Informações dadas implicitamente: os dois íons são oxiânions metálicos em alto estado de oxidação (estado
para ambos) e devemos comparar como agentes oxidantes e como “comportam-se” quimicamente. Nada mais foi fornecido.
Passo 2
Antes de comparar, vamos entender o que significa “reatividade” aqui. Em química redox, um íon é reativo como agente oxidante quando tem tendência a ganhar elétrons (ser reduzido). Isso depende tanto da termodinâmica (o quão favorável é a redução — relacionado ao potencial padrão de redução) quanto da cinética (o quão rápido acontece). Portanto, ao comparar reatividade, vamos olhar para:
- força oxidante (termodinâmica: quão positiva é a tendência de aceitar elétrons);
- estabilidade/química do íon em solução (cinética e resistência à redução).
Passo 3
Uma explicação curta sobre potencial de redução (conceito necessário para entender a comparação): o potencial padrão de redução
é uma medida da “vontade” de uma espécie química em aceitar elétrons. Quanto mais positivo é
, mais forte é o oxidante (mais fácil reduzir essa espécie). Não vou pedir que decore números complicados, mas é bom saber que um
realmente positivo indica um oxidante forte.
Passo 4
Agora algumas propriedades concretas de cada íon (explicadas de maneira simples):
-
(permanganato): manganês no estado . Na prática é um oxidante forte, especialmente em meio ácido. É termodinamicamente favorável que seja reduzido a (ou em meios neutro/ básico a ), e reações com matéria orgânica, íons Fe , oxalato etc. ocorrem prontamente. Além disso, as mudanças de cor (roxo de para incolor ou marrom) indicam que a reação costuma ser visível e frequentemente rápida — ou seja, tanto termodinâmica quanto cineticamente reativa. -
(pertecnetato): tecnécio no estado . Ao contrário do permanganato, é relativamente inerte em condições aquosas comuns: tende a permanecer como ânion solúvel e não é um oxidante forte na prática. Em muitas condições é difícil reduzi-lo; a forma é bastante estável, o que significa menor reatividade redox frente a muitos substratos orgânicos e inorgânicos onde o permanganato atuaria.
Passo 5
Por que essa diferença, em termos simples (sem jargões pesados)?
- Ambos são do mesmo grupo na tabela periódica e têm o mesmo número de elétrons de valência possíveis para formar o óxido tetraédrico, mas fatores como tamanho atômico, energia dos orbitais e estabilidade eletrônica do estado
mudam ao subir na família. Para o tecnécio, o estado em é relativamente mais estável (termodinamicamente) e também existe maior barreira cinética para sua redução em comparação ao manganês em . - Resumindo:
tem tendência maior a aceitar elétrons (mais forte como oxidante) e reage mais prontamente; é mais resistente à redução e, portanto, menos reativo como oxidante.
Passo 6
Exemplos que ilustram o comportamento (úteis para a prova):
- Reação típica com permanganato (mostra que é um oxidante forte):
Aqui
oxida oxalato a dióxido de carbono; essa reação é usada em titulometria (permanganometria).
- O pertecnetato
não realiza reações análogas tão facilmente; em água ele costuma permanecer solúvel e quimicamente “tímido”, o que facilita seu uso como marcador/tracer.
Passo 7
Consequências práticas da diferença:
- Como
é um oxidante forte e visível (cor), ele é útil em síntese orgânica para oxidar grupos funcionais, em análises volumétricas (permanganometria) e em tratamento/desinfecção de água. A reatividade é uma vantagem nestes usos. - Como
é quimicamente estável e solúvel, ele é ideal quando se quer um íon que “se comporte” como traçador sem reagir quimicamente com facilidade — por isso é amplamente usado em medicina nuclear para imagens diagnósticas (scintilografia); por outro lado, essa estabilidade torna um problema em gestão de resíduos nucleares porque é muito móvel no ambiente.
Passo 8
Dicas rápidas para responder em prova (frases curtas e objetivas que valem ponto):
- Diga que
é um agente oxidante forte (reage prontamente; usado em oxidações e titulometria). - Diga que
é relativamente inerte/quimicamente estável (pouco oxidante na prática; usado como traçador radiológico e relevante em radioquímica ambiental).
Resposta
Comparação:
é um oxidante forte e reativo (aceita elétrons com facilidade e reage rapidamente em muitas condições);
é muito mais estável/inerte em solução e, na prática, é um oxidante fraco (difícil de reduzir).
Aplicações: — permanganometria e oxidações em síntese (ex.: titulação de oxalato ou Fe
);
— derivado radioativo
usado como radiotraçador em medicina nuclear (imagens diagnósticas).
Aplicações: