Completar e balancear as seguintes reações que ocorrem em soluções aquosas básicas 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 em meio básico as meias‐reações de oxidação de alumínio e de redução de nitrato a amônia, balanceá-las em elétrons, somá-las para obter a reação global e, por fim, usar a equação de Nernst para discutir como o potencial total depende do pH.
Passo 2
Oxidação de alumínio em meio básico. O alumínio metálico passa de oxidação 0 para +3 formando o íon aluminate
. Balanceamos átomos e cargas:
Passo 3
Redução de
a
em meio básico. Nitrogênio vai de +5 em
a –3 em
, ganho de 8 e⁻. Balanceamos H e O com água e hidróxido:
Passo 4
Igualamos elétrons (mínimo múltiplo comum = 24 e⁻): multiplicamos a oxidação por 8 e a redução por 3, e somamos:
Soma-se e cancelam-se 24 e⁻, e simplifica-se
:
Passo 5
Para prever o efeito do pH usamos Nernst. Cada meia-reação em meio básico traz termos em
, logo
Como
,
– cresce com pH (sinal positivo em
),
– decresce com pH,
mas, numericamente, a dependência de (≈
) supera a de
(≈
),
logo o potencial global aumenta cerca de a cada unidade de pH.
–
–
mas, numericamente, a dependência de
logo o potencial global aumenta cerca de
Resposta
Reação balanceada em meio básico:
O potencial da reação aumenta quando o pH cresce, em aproximadamente
por unidade de pH.