( 2,0 pontos) Para determinar o teor de hipoclorito de sódio e cloro ativo da água sanitária é utilizada a iodometria. Em essência, o hipoclorito de sódio presente na amostra reage com o iodeto em excesso para formar
que é titulado com uma solução padrão de tiocianato de sódio. Com base na informação a seguir, escreva as semi-reações e reações redox globais balanceadas de cada processo (reação de formação de iodo e titulação do iodo formado).
Passo 1
O enunciado pede duas coisas, para cada processo: (a) escrever as semi-reações (meio-reações) e (b) escrever a reação redox global balanceada. As duas etapas do procedimento são:
- Formação do iodo a partir do hipoclorito + iodeto (iodeto é oxidado a
e o hipoclorito é reduzido). - Titulação do iodo formado com tiodionato/tiossulfato (o
é reduzido por que se oxida a ).
Informações dadas (vou listar exatamente como no enunciado):
Observação: não vou resolver nada neste passo além de enumerar o que foi pedido e as informações relevantes.
Passo 2
Entendendo como montar semi-reações (aula rápida e prática).
- Uma semi-reação de redução descreve ganho de elétrons; sua forma padrão (dada pela tabela de potenciais) normalmente é escrita como redução. Ex.:
. - Para montar a semi-reação de redução (quando houver H e O envolvidos) usamos prótons
e água para balancear H e O, e depois balanceamos carga com elétrons. - A semi-reação de oxidação é simplesmente a semi-reação de redução escrita no sentido inverso (os elétrons aparecem do lado dos produtos).
Agora aplicamos isso aos pares dados.
Pair 1:
. A forma de redução compatível é (balanceando H e O com
e
):
Verificação rápida: átomos (Cl:1, H:2, O:1) e carga (esquerda:
; direita:
) estão balanceados.
Pair 2:
(forma de redução já conhecida):
Passo 3
Montando a reação global para a formação de
.
Escolhemos qual meia-reação será redução (cátodo) e qual será oxidação (ânodo) pela conveniência das potencias padrão: a semi-reação com maior como redução é a que ocorrerá como redução espontânea. Aqui
é maior que
, então HClO é o agente oxidante (reduz-se) e o iodeto se oxida.
Escolhemos qual meia-reação será redução (cátodo) e qual será oxidação (ânodo) pela conveniência das potencias padrão: a semi-reação com maior
Escrevemos a oxidação do iodeto invertendo a semi-reação de redução:
Agora somamos a semi-reação de redução de
com a de oxidação de
. Como ambas envolvem
, os elétrons se cancelam diretamente.
Somando:
Verificação final de balanço:
- Cl: 1 ambos lados.
- I: 2 ambos lados (
→ ). - H: 2 (um de
+ um de ) → tem 2. - O: 1 → 1.
- Carga: esquerda
; direita . OK.
Também é útil calcular
para confirmar espontaneidade:
positivo ⇒ reação espontânea no sentido escrito.
Passo 4
Agora a titulação: o reagente titulante é geralmente tiossulfato
que reduz
a
e se oxida a tetrationato
.
A semi-reação de redução do iodo (já conhecida) é:
A semi-reação de redução fornecida no enunciado para o par
é:
Para obter a oxidação do tiossulfato (o que ocorre na titulação) invertemos essa equação:
Ambas as semi-reações têm
, então podemos somar diretamente.
Somando:
Verificação:
- I: 2 ↔ 2
- S:
átomos de S à esquerda ↔ 4 à direita (no tetrationato) - O:
à esquerda ↔ 6 à direita - Carga: esquerda
; direita . OK.
Calculemos
:
positivo ⇒ titulação é espontânea no sentido escrito.
Passo 5
Interpretação prática (como usar na prova):
- Para determinar quanto hipoclorito havia: primeiro convertemos todo
(após acidificação vira ) que oxida iodeto formando segundo a reação obtida. Conte quantos mols de se formam por mol de (veja a estequiometria na reação global). - Na titulação, cada mol de
consome mols de . Assim, a concentração/volume da solução padrão de tiossulfato dá diretamente o número de mols de e daí, pela estequiometria, o teor de hipoclorito. - Em resumo: memorize as duas equações globais e as razões molares: 1 mol
→ 1 mol (pela equação que obtivemos) e 1 mol ↔ 2 mol .