Escreva as semi-reações para:
platina metálica mergulhada em uma solução de Fe (II);

Passo 1

O enunciado pede para escrever as semi-reações (meias-reações) para o caso: platina metálica mergulhada em uma solução de Fe(II). Informação dada:
  • Eletrodo: platina metálica (Pt) — metal inerte/condutor.
  • Solução: contém \mathrm{Fe^{2+}} (Fe(II)) em meio aquoso.
    O que se pede é escrever as meias-reações que descrevem os processos de oxidação e redução que podem ocorrer envolvendo as espécies presentes.

Passo 2

O que é uma meia-reação e como pensar aqui (aulas rápidas):
  • Meia-reação é a equação que mostra apenas a oxidação (perda de elétrons) ou apenas a redução (ganho de elétrons).
  • Um eletrodo de platina é dito “inerte”: a platina normalmente não entra na reação (não forma \mathrm{Pt^{n+}}) — ela só fornece superfície para ocorrer troca de elétrons entre a solução e o circuito externo.
  • Portanto, as meias-reações serão das espécies químicas presentes na solução (no caso, ferro) e não da platina em si. A platina apenas fornece contato elétrico e superfície.

Passo 3

Quais pares redox são possíveis com \mathrm{Fe^{2+}} presente?
  • Pode ocorrer redução de ferro se houver uma forma mais oxidada disponível para ser reduzida (por exemplo \mathrm{Fe^{3+}} reduzindo para \mathrm{Fe^{2+}}).
  • Pode ocorrer oxidação de \mathrm{Fe^{2+}} se houver um aceitador de elétrons (produzindo \mathrm{Fe^{3+}}) ou se for possível deposição/redução a ferro metálico \mathrm{Fe(0)} dependendo do potencial aplicado.
    Assim, as meias-reações relevantes envolvem os pares \mathrm{Fe^{3+}/Fe^{2+}} e \mathrm{Fe^{2+}/Fe( s )}.

Passo 4

Escrevendo a meia-reação redução/oxidação entre \mathrm{Fe^{3+}} e \mathrm{Fe^{2+}}:
  • A redução (ganho de elétron) do íon férrico para ferroso é:
\mathrm{Fe^{3+}(aq)} + \mathrm{e^-} \rightarrow \mathrm{Fe^{2+}(aq)}
Aqui verificamos cargas: à esquerda \mathrm{Fe^{3+}} tem carga +3 e \mathrm{e^-} tem -1, total +2, que corresponde à carga do \mathrm{Fe^{2+}} à direita — está balanceado em carga e em número de átomos.
  • A reação inversa é a oxidação:
\mathrm{Fe^{2+}(aq)} \rightarrow \mathrm{Fe^{3+}(aq)} + \mathrm{e^-}
essa é a meia-reação de oxidação correspondente (perda de um elétron por \mathrm{Fe^{2+}}).

Passo 5

Escrevendo a meia-reação de deposição/remoção de ferro metálico (se houver possibilidade de metal estar presente ou de ser depositado no eletrodo):
  • A redução de \mathrm{Fe^{2+}} para ferro metálico é:
\mathrm{Fe^{2+}(aq)} + 2\,\mathrm{e^-} \rightarrow \mathrm{Fe(s)}
  • A oxidação inversa (stripping) é:
\mathrm{Fe(s)} \rightarrow \mathrm{Fe^{2+}(aq)} + 2\,\mathrm{e^-}
Nessas equações, balanceamos carga: \mathrm{Fe^{2+}} ( +2) mais 2\mathrm{e^-} ( -2) dá zero, igual à carga do \mathrm{Fe(s)}.

Passo 6

Interpretação prática (quando cada meia-reação vale):
  • Se na solução só há \mathrm{Fe^{2+}} sem \mathrm{Fe^{3+}} e sem ferro metálico, em condições normais nada acontece espontaneamente — é preciso aplicar um potencial (pilha/ânodo/cátodo) para forçar redução a \mathrm{Fe(s)} ou oxidação a \mathrm{Fe^{3+}}.
  • A platina serve só como superfície: a meia-reação que realmente ocorre envolve os íons ferro na solução ( \mathrm{Fe^{2+}} \mathrm{Fe^{3+}} ou \mathrm{Fe^{2+}} \mathrm{Fe(s)}), não \mathrm{Pt}.

Passo 7

Resumo didático rápido sobre balanceamento de elétrons:
  • Para cada meia-reação escreva espécies químicas e equilibre átomos e carga.
  • Elétrons aparecem só em meias-reações: redução ganha elétrons à esquerda, oxidação perde elétrons à direita.
  • Ao montar uma célula completa, as meias-reações de oxidação e redução precisam ter o mesmo número de elétrons trocados; aí multiplica-se as meias-reações para igualar elétrons e somá-las.

Resposta

\mathrm{Fe^{3+}(aq)} + \mathrm{e^-} \rightarrow \mathrm{Fe^{2+}(aq)}
\mathrm{Fe^{2+}(aq)} \rightarrow \mathrm{Fe^{3+}(aq)} + \mathrm{e^-}
\mathrm{Fe^{2+}(aq)} + 2\,\mathrm{e^-} \rightarrow \mathrm{Fe(s)}
\mathrm{Fe(s)} \rightarrow \mathrm{Fe^{2+}(aq)} + 2\,\mathrm{e^-}

Exercícios relacionados