(1.5) Escreva as equaçòes químicas para as reaçôes do Zinco metálico com eloreto de sodio, zinco com nitrato de prata e ferro com sulfato de cobre II.

Passo 1

O enunciado pede que eu escreva as equações químicas para três reações:
  1. Zinco metálico com cloreto de sódio — reactivos: \mathrm{Zn} e \mathrm{NaCl}.
  2. Zinco metálico com nitrato de prata — reactivos: \mathrm{Zn} e \mathrm{AgNO_3}.
  3. Ferro metálico com sulfato de cobre II — reactivos: \mathrm{Fe} e \mathrm{CuSO_4}.
As informações relevantes são apenas os nomes das substâncias acima; devo prever se ocorre reação de deslocamento simples (onde um metal desloca o cátion de outro composto) e escrever as equações devidamente balanceadas e, quando útil, as equações iônicas netas.

Passo 2

Aprendendo a regra básica (aula rápida e direta): reações do tipo “metal + sal em solução aquosa” costumam ser reações de deslocamento simples. A ideia é: um metal elementar M pode deslocar um cátion metálico N^{n+} do seu sal se M for mais reativo (mais facilmente oxidável) que N. Isso pode ser verificado pela série de reatividade (atividade) dos metais ou comparando potenciais de redução padrão. Na prática, fazemos assim:
  • Escrevemos os íons em solução (por exemplo, \mathrm{NaCl} \mathrm{Na^+} e \mathrm{Cl^-}).
  • Vemos se o metal metálico (estado 0) pode ser oxidado para o íon correspondente (ex.: \mathrm{Zn} \to \mathrm{Zn^{2+}}).
  • Se sim (metal mais reativo que o cátion do sal), combinamos as semi-reações (balanceando elétrons) e escrevemos a equação molecular e a equação iônica líquida.
    Explicação dos símbolos que vou usar: em fórmulas químicas eu uso \mathrm{X} para elementos e compostos; cargas iônicas como \mathrm{Zn^{2+}}; elétrons escritos como \mathrm{e^-}.

Passo 3

Caso 1: \mathrm{Zn} com \mathrm{NaCl}.
  • Em solução aquosa \mathrm{NaCl} \rightleftharpoons \mathrm{Na^+} + \mathrm{Cl^-}.
  • Para que ocorra deslocamento, o zinco metálico teria que oxidar: \mathrm{Zn} \to \mathrm{Zn^{2+}} + 2\mathrm{e^-}, e o íon sódio teria que reduzir: \mathrm{Na^+} + \mathrm{e^-} \to \mathrm{Na}.
  • Comparação prática: o sódio metálico ( \mathrm{Na}) é muito mais reativo (mais facilmente oxidável) que o zinco; portanto \mathrm{Zn} NÃO consegue reduzir \mathrm{Na^+} a \mathrm{Na}. Em termos simples: zinco não desloca sódio.
  • Conclusão: não ocorre reação de deslocamento entre \mathrm{Zn} e \mathrm{NaCl} em condições normais (solução aquosa). Resultado: sem reação.

Passo 4

Caso 2: \mathrm{Zn} com \mathrm{AgNO_3}.
  • Em solução, \mathrm{AgNO_3} \rightleftharpoons \mathrm{Ag^+} + \mathrm{NO_3^-}.
  • Possíveis semi-reações: \mathrm{Oxidação:}\quad \mathrm{Zn} \to \mathrm{Zn^{2+}} + 2\mathrm{e^-}çã
\mathrm{Redução:}\quad \mathrm{Ag^+} + \mathrm{e^-} \to \mathrm{Ag}çã
  • Balanceando elétrons: a oxidação de uma \mathrm{Zn} fornece 2 elétrons, que reduzem 2 íons \mathrm{Ag^+}. Então a equação iônica líquida é: \mathrm{Zn} + 2\mathrm{Ag^+} \to \mathrm{Zn^{2+}} + 2\mathrm{Ag}
  • Voltando à equação molecular, recompondo os íons nitrato ( \mathrm{NO_3^-}) como espectadores: cada \mathrm{Ag^+} vinha de um \mathrm{AgNO_3}, e \mathrm{Zn^{2+}} ficará como \mathrm{Zn(NO_3)_2}. Assim a equação molecular balanceada é: \mathrm{Zn} + 2\mathrm{AgNO_3} \to \mathrm{Zn(NO_3)_2} + 2\mathrm{Ag}
  • Por que ocorre: o zinco é mais reativo que a prata (Zn desloca Ag), logo reação espontânea.

Passo 5

Caso 3: \mathrm{Fe} com \mathrm{CuSO_4}.
  • Em solução, \mathrm{CuSO_4} \rightleftharpoons \mathrm{Cu^{2+}} + \mathrm{SO_4^{2-}}.
  • Semi-reações possíveis: \mathrm{Oxidação:}\quad \mathrm{Fe} \to \mathrm{Fe^{2+}} + 2\mathrm{e^-}çã
\mathrm{Redução:}\quad \mathrm{Cu^{2+}} + 2\mathrm{e^-} \to \mathrm{Cu}çã
  • As duas semi-reações já têm 2 elétrons trocados, então combinam sem ajustes. A equação iônica líquida é: \mathrm{Fe} + \mathrm{Cu^{2+}} \to \mathrm{Fe^{2+}} + \mathrm{Cu}
  • Reconstituindo os sulfatos (espectador \mathrm{SO_4^{2-}}): cada \mathrm{Cu^{2+}} vem de um \mathrm{CuSO_4} e \mathrm{Fe^{2+}} forma \mathrm{FeSO_4}. A equação molecular balanceada é: \mathrm{Fe} + \mathrm{CuSO_4} \to \mathrm{FeSO_4} + \mathrm{Cu}
  • Por que ocorre: ferro é mais reativo que cobre (Fe desloca Cu), logo reação espontânea e deposição de cobre metálico.

Resposta

\mathrm{Zn} + \mathrm{NaCl} \not\rightarrow sem reação
\mathrm{Zn} + 2\mathrm{AgNO_3} \rightarrow \mathrm{Zn(NO_3)_2} + 2\mathrm{Ag}
\mathrm{Fe} + \mathrm{CuSO_4} \rightarrow \mathrm{FeSO_4} + \mathrm{Cu}

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