Questão 12) Usando a tabela de potenciais padrões determine se as reações abaixo são espontâneas.
2 \mathrm{Al}^{3+}+3 \mathrm{Ni} \rightarrow 2 \mathrm{Al}+3 \mathrm{Ni}^{2+}

Passo 1

O enunciado pede para verificar se a reação
2\,\mathrm{Al}^{3+} + 3\,\mathrm{Ni} \longrightarrow 2\,\mathrm{Al} + 3\,\mathrm{Ni}^{2+}
é espontânea sob condições-padrão. O conteúdo aqui é eletroquímica: vamos usar os potenciais padrão de redução ( E^\circ) das meias-reações e calcular o potencial padrão de célula ( E^\circ_{\mathrm{cel}}). Se E^\circ_{\mathrm{cel}}>0, a reação é espontânea; se E^\circ_{\mathrm{cel}}<0, não é.

Passo 2

Da tabela de potenciais padrão temos:
  • meia-reação de redução do alumínio
\mathrm{Al}^{3+} + 3\,\mathrm{e}^- \longrightarrow \mathrm{Al},\quad E^\circ_{\mathrm{red}} = -1,66\\ \mathrm{V}
  • meia-reação de redução do níquel
\mathrm{Ni}^{2+} + 2\,\mathrm{e}^- \longrightarrow \mathrm{Ni},\quad E^\circ_{\mathrm{red}} = -0,25\\ \mathrm{V}

Passo 3

Na reação global o alumínio (na forma \mathrm{Al}^{3+}) é reduzido e o níquel metálico é oxidado:
  • cátodo (redução):
2\,\bigl(\mathrm{Al}^{3+} + 3\,\mathrm{e}^- \to \mathrm{Al}\bigr)
  • ânodo (oxidação):
3\,\bigl(\mathrm{Ni} \to \mathrm{Ni}^{2+} + 2\,\mathrm{e}^-\bigr)

Passo 4

Balanceando elétrons: redução transfere 2\times3=6 elétrons, oxidação fornece 3\times2=6. O potencial de célula é
E^\circ_{\mathrm{cel}} = E^\circ_{\mathrm{red(cátodo)}} \;-\; E^\circ_{\mathrm{red(ânodo)}} = \bigl(-1,66\bigr) - \bigl(-0,25\bigr) = -1,41\\ \mathrm{V}.áâ

Passo 5

Como E^\circ_{\mathrm{cel}} = -1,41\\ \mathrm{V}<0, a reação não é espontânea sob condições padrão.

Resposta

A reação não é espontânea ( E^\circ_{\mathrm{cel}}=-1,41\\ \mathrm{V}<0).

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