Considere as semirreações dadas na tabela:
Semirreação
(a) Com base nos valores de
, qual é o metal oxidado mais facilmente?
(b) Que metais nessa lista são capazes de reduzir
a
?
(c) Escreva uma equação química balanceada para a reação entre
e
. Essa reação é produto-favorecida ou reagente-favorecida?
(d) Escreva uma equação química balanceada para a reação entre
e
. Essa reação é produto-favorecida ou reagente-favorecida?
| Semirreação |
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(b) Que metais nessa lista são capazes de reduzir
(c) Escreva uma equação química balanceada para a reação entre
(d) Escreva uma equação química balanceada para a reação entre
Passo 1
O enunciado dá uma tabela de potenciais-padrão de redução
para várias semirreações (todas na forma redução: íon
metal) e pede quatro coisas:
(a) identificar qual metal é oxidado mais facilmente com base nos valores de ;
(b) dizer quais metais da lista conseguem reduzir a
;
(c) escrever e balancear a reação entre e
e dizer se é favorecida pelos produtos ou reagentes;
(d) escrever e balancear a reação entre e
e dizer se é favorecida pelos produtos ou reagentes.
(a) identificar qual metal é oxidado mais facilmente com base nos valores de
(b) dizer quais metais da lista conseguem reduzir
(c) escrever e balancear a reação entre
(d) escrever e balancear a reação entre
Informações relevantes (retiradas da tabela do enunciado):
Passo 2
Conceitos essenciais (aula rápida e informal):
- Cada valor dado é um potencial-padrão de redução
para a semirreação escrita como redução (íon ganhando elétrons para formar metal). - Se uma semirreação tem
mais positivo, significa que, sob condições padrão, essa semirreação tem maior tendência a ocorrer como redução (o íon tende a se reduzir). - Pelo contrário, um metal (a forma reduzida) cuja semirreação de redução tem
muito negativo tem maior tendência a perder elétrons (ou seja, a ser oxidado). Em linguagem prática: quanto mais negativo , mais “fácil” é oxidar o metal. - Para decidir se uma reação redox tipo
é espontânea nas condições padrão, usamos o potencial da célula padrão:
Cátodo é a semirreação que ocorre como redução (o potencial usado é o
da semirreação na forma redução). Ânodo é a que ocorre como oxidação (mas usamos o
da semirreação na forma redução também, subtraindo-o). Se
a reação é espontânea (favorecida pelos produtos); se
não é espontânea (favorecida pelos reagentes).
- Para balancear reações redox, escrevemos as duas semirreações (redução e oxidação), igualamos elétrons transferidos e somamos, cancelando elétrons.
Passo 3
Resposta à (a) com explicação detalhada:
- Queremos o metal que é oxidado mais facilmente: esse é o metal cuja semirreação de redução tem o menor (mais negativo)
. - Da lista, os
são: , , , , V. - O menor (mais negativo) é
, correspondente a . - Conclusão: o metal oxidado mais facilmente é o alumínio metálico
, pois tem o de redução mais negativo e, portanto, maior tendência a perder elétrons (ser oxidado).
Passo 4
Resposta à (b) com método:
- Pergunta: quais metais na lista conseguem reduzir
a ? Ou seja, para qual metal a reação
é espontânea?
- Usamos a condição de espontaneidade em potência-padrão:
. Queremos , logo precisamos de . - Numericamente,
. Assim, metais com (redução) menores (mais negativos) que vão reagir espontaneamente como ânodo (isto é, serão oxidados e reduzirão ). - Da lista, os
menores que são (Zn) e (Al). - Portanto, os metais capazes de reduzir
a são e .
Passo 5
Preparação para (c) e (d): como montar as equações
- A estratégia para cada caso: escrever as duas semirreações envolvidas (uma redução, uma oxidação), igualar elétrons e somar.
- Lembre que os
dados já estão na forma redução; ao escolher qual se comporta como cátodo e ânodo, usamos os sinais para calcular . - Se
então a reação escrita (com a redução no cátodo e a oxidação no ânodo) é favorecida; se , não é favorecida.
Passo 6
Parte (c): reação entre
e
.
- Escrevemos as semirreações (na forma redução, como dadas):
- Se tentarmos a reação proposta
, então a redução ocorreria em (cátodo) e a oxidação ocorreria em (ânodo). Usamos os das semirreações na forma redução para calcular:
- Substituindo números:
- Como
, a reação escrita não é espontânea nas condições padrão; a direção espontânea é a inversa. - Agora balanceamento: as meias-reações trocam 2 elétrons cada, então já estão balanceadas em elétrons. Somando-as (redução de ferro + oxidação de estanho):
- Conclusão: equação balanceada é a acima e a reação é reagente-favorecida (não favorecida pelos produtos) nas condições padrão, pois
.
Passo 7
Parte (d): reação entre
e
.
- Semirreações (redução, como dadas):
- Reação proposta:
. Aqui, redução seria em (cátodo) e oxidação em (ânodo). Então
- Como
, a reação escrita não é espontânea (favorece reagentes). A forma espontânea seria a inversa (o zinco metálico reduziria ). - Balanceamento: as meias-reações trocam 2 elétrons cada, então a soma é direta:
- Conclusão: equação acima está balanceada e a reação é reagente-favorecida (não favorecida pelos produtos) sob condições padrão, pois
.
Resposta
(a)
.
(b)
e
.
(c)
. Reagente-favorecida.
(d)
. Reagente-favorecida.