Qual halogênio é mais facilmente reduzido em solução ácida: \mathrm{F}_{2}, \mathrm{Cl}_{2}, \mathrm{Br}_{2} ou \mathrm{I}_{2} ? Identifique os halogênios que são melhores agentes oxidantes em solução ácida do que \mathrm{MnO}_{2}(\mathrm{~s}).

Passo 1

O enunciado pergunta qual halogênio entre \mathrm{F}_2, \mathrm{Cl}_2, \mathrm{Br}_2 e \mathrm{I}_2 é mais facilmente reduzido em solução ácida e, em seguida, quais desses halogênios são agentes oxidantes mais fortes do que \mathrm{MnO}_2 em meio ácido. Para resolver, vamos usar potenciais padrão de redução e comparar valores de \,E^\circ.

Passo 2

Anotamos as semirreações de redução dos halogênios em meio ácido e seus potenciais padrão de redução:
\mathrm{F}_2 + 2\,\mathrm{e}^- \to 2\,\mathrm{F}^- \quad E^\circ = +2,87\\ \mathrm{V}
\mathrm{Cl}_2 + 2\,\mathrm{e}^- \to 2\,\mathrm{Cl}^- \quad E^\circ = +1,36\\ \mathrm{V}
\mathrm{Br}_2 + 2\,\mathrm{e}^- \to 2\,\mathrm{Br}^- \quad E^\circ = +1,07\\ \mathrm{V}
\mathrm{I}_2 + 2\,\mathrm{e}^- \to 2\,\mathrm{I}^- \quad E^\circ = +0,54\\ \mathrm{V}

Passo 3

Em potenciais padrão de redução, quanto maior \,E^\circ, mais facilmente o oxidante (a espécie que ganha elétrons) é reduzido. Comparando:
+2,87\\ (\mathrm{F}_2) > +1,36\\ (\mathrm{Cl}_2) > +1,07\\ (\mathrm{Br}_2) > +0,54\\ (\mathrm{I}_2).
Logo, o halogênio mais facilmente reduzido é \mathrm{F}_2.

Passo 4

Agora anotamos a semirreação de redução de \mathrm{MnO}_2 em meio ácido:
\mathrm{MnO}_2(s) + 4\,\mathrm{H}^+ + 2\,\mathrm{e}^- \to \mathrm{Mn}^{2+} + 2\,\mathrm{H}_2\mathrm{O} \quad E^\circ = +1,23\\ \mathrm{V}

Passo 5

Para ser agente oxidante mais forte que \mathrm{MnO}_2, o halogênio deve ter \,E^\circ de redução maior do que +1,23\\ \mathrm{V}. Dos valores acima, satisfazem isso:
E^\circ(\mathrm{F}_2)=+2,87\\ \mathrm{V},\quad E^\circ(\mathrm{Cl}_2)=+1,36\\ \mathrm{V}.
\mathrm{Br}_2 e \mathrm{I}_2 ficam abaixo de +1,23\\ \mathrm{V}.

Resposta

O halogênio mais facilmente reduzido em solução ácida é \mathrm{F}_2.
Os halogênios que são melhores agentes oxidantes em solução ácida do que \mathrm{MnO}_2 são \mathrm{F}_2 e \mathrm{Cl}_2.

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