Da lista a seguir, identifique os íons que podem ser reduzidos mais facilmente que \mathrm{o} \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}).
a) \quad \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq})
b) \quad \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})
c) \quad \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq})
d) \quad \mathrm{Al}^{3+}(\mathrm{aq})

Passo 1

O enunciado pede para compararmos a facilidade de redução de alguns íons com a redução de \mathrm{H}^+(\mathrm{aq}) em \tfrac12\mathrm{H}_2(g). Em eletroquímica, quanto mais positivo for o potencial padrão de redução E^\circ de um par redox, mais fácil é a redução desse íon.

Passo 2

Listamos os potenciais padrão de redução ( E^\circ, em volts) dos pares relevantes, sempre comparados à meia reação
\mathrm{H}^+(\mathrm{aq}) + e^- \to \tfrac12\,\mathrm{H}_2(g),
cujo E^\circ = 0{,}00\;\mathrm{V}.
\begin{aligned} \mathrm{Ag}^+(\mathrm{aq}) + e^- &\to \mathrm{Ag}(s),\quad E^\circ = +0{,}80\;\mathrm{V},\\\ \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) + 2e^- &\to \mathrm{Cu}(s),\quad E^\circ = +0{,}34\;\mathrm{V},\\\ \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq}) + 2e^- &\to \mathrm{Zn}(s),\quad E^\circ = -0{,}76\;\mathrm{V},\\\ \mathrm{Al}^{3+}(\mathrm{aq}) + 3e^- &\to \mathrm{Al}(s),\quad E^\circ = -1{,}66\;\mathrm{V}. \end{aligned}

Passo 3

Para saber quais íons se reduzem mais facilmente que \mathrm{H}^+, basta comparar cada E^\circ com 0,00 V. Se E^\circ > 0, a redução do íon é termodinamicamente mais favorável (mais fácil) que a do próton.

Passo 4

Dos quatro íons, somente aqueles com potenciais positivos satisfazem E^\circ>0. Assim:
  • \mathrm{Ag}^+(\mathrm{aq}) com E^\circ=+0{,}80\;\mathrm{V}.
  • \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq}) com E^\circ=+0{,}34\;\mathrm{V}.
    Os demais têm E^\circ<0 e, portanto, são mais difíceis de reduzir que \mathrm{H}^+.

Resposta

a) \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq})
b) \mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})

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