Completar e balancear as seguintes reações que ocorrem em soluções aquosas ácidas e envolvem os seguintes pares redox. Além disso, preveja a influência do pH sobre o potencial da reação global.
Passo 1
O enunciado pede para montar e balancear a reação redox em meio ácido envolvendo os pares
e
, e depois prever como o pH afeta o potencial da reação global. Para isso vamos usar o método das semi‐reações em meio ácido: escrevemos cada semi‐reação, balanceamos elementos e cargas com
e
, igualamos elétrons trocados e combinamos.
Passo 2
Escrevemos a semi‐reação de oxidação do níquel e a semi‐reação de redução do permanganato em meio ácido:
Passo 3
Balanceamos a semi‐reação de redução em meio ácido, igualando oxigênios com
e hidrogênios com
, depois ajustamos a carga com elétrons:
- Oxigênios:
tem 4 O e tem 2 O, então adicionamos 2 no produto para igualar O. - Hidrogênios: aparecem 4 H em 2
, então colocamos 4 no reagente. - Carga: do lado reagente temos carga
; no produto a carga é zero em . Para balancear colocamos 3 no lado de maior carga (reagente) para levar à carga zero.
O resultado é:
Passo 4
A semi‐reação de oxidação já está balanceada:
Para cancelar elétrons ao somar as semi‐reações, fazemos o mínimo múltiplo comum de 2 e 3, que é 6. Multiplicamos a oxidação por 3 e a redução por 2:
Passo 5
Somamos as semi‐reações multiplicadas e cancelamos os elétrons (6
em cada lado):
Reagentes:
Produtos:
Reagentes:
Produtos:
A equação global balanceada fica:
Passo 6
Como a equação global consome
, o quociente de reação contém
. Pelo balanço de Nernst,
onde
varia inversamente com
. Assim, se o pH aumenta (ou seja,
diminui), o termo
torna‐se mais negativo e o potencial
diminui. Se o meio fica mais ácido (pH menor),
aumenta.
Resposta
3 Ni + 2 MnO₄⁻ + 8 H⁺ → 3 Ni²⁺ + 2 MnO₂ + 4 H₂O
O aumento do pH (menor [H⁺]) reduz o potencial da reação global; um pH mais baixo (mais ácido) eleva o potencial.