Uma indústria necessita estocar soluções de nitrato de níquel
1,0 mol/L a
. Para isso dispõem dos tanques A, B, C e D. Tanque A: Construído com Pb;
Taque B: Construído com Sn ;
Tanque C: Construído com
;
Tanque D: Construído com Cu e
Tanque E: Construído com Al.
Supondo que o potencial padrão de redução dos íons
é igual a
. Descubra qual tanque poderá ser utilizado na estocagem de modo que a solução de nitrato de níquel,
, não se contamine.
Passo 1
Beleza, vamos guardar uma solução de nitrato de níquel Ni(NO₃)₂ 1,0 mol/L a 25 °C num tanque metálico sem contaminar a solução. Isso é eletroquímica básica: a gente compara potenciais padrões de redução para ver se rola reação espontânea entre o metal do tanque e os íons Ni²⁺. Se a reação metal → metal²⁺ + 2 e⁻ (oxidação do metal) junto com Ni²⁺ + 2 e⁻ → Ni (redução do níquel) tiver ΔE° > 0, vai ser espontânea e contamina a solução.
Passo 2
Anota aí os potenciais padrão de redução (tudo em V):
- Ni²⁺ + 2 e⁻ → Ni E° = +0,25
- Pb²⁺ + 2 e⁻ → Pb E° = –0,13
- Sn²⁺ + 2 e⁻ → Sn E° = –0,14
- Zn²⁺ + 2 e⁻ → Zn E° = –0,76
- Cu²⁺ + 2 e⁻ → Cu E° = +0,34
- Al³⁺ + 3 e⁻ → Al E° = –1,66
- Ni²⁺ + 2 e⁻ → Ni E° = +0,25
- Pb²⁺ + 2 e⁻ → Pb E° = –0,13
- Sn²⁺ + 2 e⁻ → Sn E° = –0,14
- Zn²⁺ + 2 e⁻ → Zn E° = –0,76
- Cu²⁺ + 2 e⁻ → Cu E° = +0,34
- Al³⁺ + 3 e⁻ → Al E° = –1,66
Passo 3
Pra cada metal M do tanque, consideramos a reação global:
Ni²⁺ + M → Ni + M²⁺
O potencial E° da reação é
Ni²⁺ + M → Ni + M²⁺
O potencial E° da reação é
Se ΔE° for positivo, a reação é espontânea (contamina). Vamos calcular rápido:
- Para Pb: ΔE° = 0,25 – (–0,13) = +0,38 V
- Para Sn: ΔE° = 0,25 – (–0,14) = +0,39 V
- Para Zn: ΔE° = 0,25 – (–0,76) = +1,01 V
- Para Al: ΔE° = 0,25 – (–1,66) = +1,91 V
Em todos esses ΔE° > 0, então Pb, Sn, Zn e Al reagem com Ni²⁺ (sujo!).
- Para Pb: ΔE° = 0,25 – (–0,13) = +0,38 V
- Para Sn: ΔE° = 0,25 – (–0,14) = +0,39 V
- Para Zn: ΔE° = 0,25 – (–0,76) = +1,01 V
- Para Al: ΔE° = 0,25 – (–1,66) = +1,91 V
Em todos esses ΔE° > 0, então Pb, Sn, Zn e Al reagem com Ni²⁺ (sujo!).
Agora Cu:
ΔE° = 0,25 – 0,34 = –0,09 V, que é negativo. Não é espontâneo, ou seja, a solução de Ni²⁺ não reduz Cu nem o Cu se oxida.
ΔE° = 0,25 – 0,34 = –0,09 V, que é negativo. Não é espontâneo, ou seja, a solução de Ni²⁺ não reduz Cu nem o Cu se oxida.
Resposta
O único tanque que não contamina a solução de Ni(NO₃)₂ é o de cobre (tanque D).