O potencial padrão de redução para a redução de
a
é
. Qual das seguintes substâncias pode oxidar
para
sob condições padrão:
,
?
Passo 1
O enunciado pede que se determine quais das espécies listadas podem oxidar
para
sob condições padrão. Informação dada:
- Potencial padrão de redução da semi-reação
é
.
- Espécies candidatas:
, , , , .
O que é pedido explicitamente: indicar quais dessas substâncias conseguem, sob condições padrão, oxidar
em
.
Passo 2
Estratégia (regra prática rápida, explicada didaticamente). Para saber se uma espécie X pode oxidar
devemos comparar potenciais padrão de redução:
- Chamar
o potencial padrão de redução da semi-reação em que a espécie X é reduzida. - A semi-reação de redução do rutenato é aquela fornecida no enunciado com
.
A regra é:
Aqui, o cátodo será a espécie X sendo reduzida (
) e o ânodo será a redução intercambiada de rutenato (cuja inversão corresponde à oxidação desejada). A reação global é espontânea sob condições padrão se e somente se
Portanto, basta checar se
. Vou listar
das semi‑reações padrão para cada candidato e comparar.
Passo 3
Apresentando as semi‑reações padrão relevantes (valores tabulados para condições padrão, i.e. concentrações 1 M, pressão 1 atm, temperatura 25 °C). Cada potencial abaixo é o potencial padrão de redução (
):
- Bromo:
- Íon bromato (em meio ácido):
- Íon manganês(II) reduzindo a manganês metálico:
- Oxigênio (em meio ácido):
(Observação: há outra forma para meio básico com
, veremos isso depois.)
- Estanho(II) reduzindo a estanho metálico:
Todos os valores acima são padrões comuns de tabelas de potenciais.
Passo 4
Comparação numérica direta usando a condição
. Calculo de
:
- Para
:
logo a redução de
é mais favorável;
pode oxidar
.
- Para
(em meio ácido):
logo
também pode oxidar
(em meio ácido, já que a semi‑reação exige
).
- Para
:
logo
NÃO pode oxidar
(ao contrário:
é um agente redutor muito fraco para o metal Mn).
- Para
(reação padrão em meio ácido):
portanto, em meio ácido padrão
pode oxidar
.
- Para
:
logo
NÃO pode oxidar
.
Passo 5
Observações importantes (cuidado prático para prova):
- Muitas semi‑reações acima dependem do pH (aparecem
). Os valores de listados são para as formas padrão que contêm a . “Condições padrão” normalmente significam concentrações 1 M (incluindo quando necessário), portanto usar os acima é correto para o enunciado. - Em meio básico a semi‑reação do oxigênio muda para
e nesse caso
fica menor que
, então
em solução basicada NÃO poderia oxidar
. Por isso é sempre bom checar o meio (ácido/neutro/básico) se a questão o exigir. Aqui, como o enunciado pediu “sob condições padrão”, usamos os valores padrão (meio ácido quando
aparece).
- Para
a semi‑reação envolve , ou seja, a ação oxidante do bromato só é a da tabela quando houver acesso a (meio ácido).