Dadas as seguintes semirreações de redução com os respectivos valores de potencial padrão de redução, responda às questões 6 a 11.
Em um béquer contendo uma solução ácida de
e
borbulha-se oxigênio gasoso nas condições padrões. Quais cátions podem ser oxidados? Escreva as equações químicas para os casos em que a oxidação é possível.
Em um béquer contendo uma solução ácida de
Passo 1
O enunciado pergunta: em uma solução ácida que contém
,
,
e
, ao borbulhar oxigênio gasoso nas condições-padrão, quais desses cátions podem ser oxidados? Para cada caso possível devo escrever a equação química balanceada.
Informações relevantes (valores padrão de potencial de redução que vou usar — valores de tabela padrão):
Informações relevantes (valores padrão de potencial de redução que vou usar — valores de tabela padrão):
(Obs.: usei os potenciais padrão comuns de tabelas; se sua prova deu valores ligeiramente diferentes, aplique o mesmo critério com os valores da prova.)
Passo 2
Vou explicar a ideia prática e como decidir se ocorre oxidação: quando temos um agente oxidante
(aqui
que é reduzido) e um redox paralelo
(a transformação de um cátion para o seu estado de oxidação maior), a espontaneidade padrão da reação combinação é dada por
onde
é o potencial padrão de redução do par que será reduzido (aqui
com
) e
é o potencial padrão de redução do par que será oxidado no sentido inverso. Se
, a reação é espontânea nas condições-padrão e a oxidação do íon ocorre. Em termos simples: o oxidante só consegue oxidar espécies cujo potencial de redução (quando escritos como redução) seja menor que
.
Passo 3
Aplicando isso a
: o par relevante é
com
Calculo
Conclusão:
pode oxidar
a
. Agora balanceio as meias-reações e a reação global (em meio ácido): meias-reações
Multiplico a oxidação por 4 para igualar elétrons e somo:
adição:
Passo 4
Aplicando ao
: o par relevante é
com
Calculo
Conclusão:
pode oxidar
a
. Balanceando (meio ácido) — meias-reações:
Multiplico a oxidação por 4 e somo:
adição:
Passo 5
Aplicando ao
: o par é
com
Calculo
Conclusão: a oxidação
não é espontânea quando o oxidante é
nas condições-padrão (o
é um oxidante mais forte que
). Logo,
não será oxidado por
padrão.
Passo 6
Aplicando ao
: o par provável relevante, se existisse
, tem
Calculo
Conclusão:
não será oxidado a
por
nas condições-padrão (além disso
é incomum e um oxidante forte). Portanto
não é oxidado por
aqui.
Passo 7
Resumo e comentários finais didáticos rápidos: a regra prática que você deve aplicar na prova é comparar o
de redução do oxidante (aqui
,
) com o
de redução do par do íon que poderia ser oxidado. Se o potencial do par do íon for menor que
, a oxidação é possível; se for maior, não é. Isso evita ter que escrever e calcular muitas equações: basta comparar números e, se positivo, montar as meias-reações e balancear elétrons como eu fiz.