As reações de de sproporcionamento dos halogênios Cl2, Br2 e I2 são termodinamicamente favorecidas em meio básico e apresentam as seguintes constantes de equilíbrio ( K ), respectivamente, 7,5 times 10^15 ; 2 times 10^8 e 30 . Complete a reação abaixo para cada um dos três halogênios e indique em qual caso a concentração de produtos será maior (JUSTIFIQUE SUA RESPOSA).
X2(aq)+OH^-(aq) <=ftarrows Produtos (X2=C l2, Br2 ou I2)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre reações de desproporcionamento de halogênios (Cl₂, Br₂ e I₂) em meio básico. A gente precisa completar a reação fornecida para cada halogênio e descobrir em qual caso a concentração dos produtos será maior, justificando isso com base nas constantes de equilíbrio (K) que foram dadas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é uma reação de desproporcionamento. Nesse tipo de reação, a mesma espécie química se oxida e se reduz simultaneamente. No caso dos halogênios em meio básico, eles vão reagir com íons hidroxila (OH⁻) para formar diferentes produtos.

Passo 3

Vamos começar completando a reação para o cloro (Cl₂). Sabemos que Cl₂ em meio básico pode reagir da seguinte forma:
Cl2(aq) + 2OH^-(aq) <=ftarrows Cl^-(aq) + ClO^-(aq) + H2O(l)
Aqui, o cloro está sendo reduzido a Cl⁻ e oxidado a ClO⁻.

Passo 4

Agora, vamos fazer o mesmo para o bromo (Br₂):
Br2(aq) + 2OH^-(aq) <=ftarrows Br^-(aq) + BrO^-(aq) + H2O(l)
E para o iodo (I₂):
I2(aq) + 2OH^-(aq) <=ftarrows I^-(aq) + IO^-(aq) + H2O(l)

Passo 5

Agora que temos as reações completas, vamos analisar as constantes de equilíbrio (K) fornecidas:
  • Para Cl₂: $ K = 7,5 \times 10^{15} $
  • Para Br₂: $ K = 2 \times 10^{8} $
  • Para I₂: $ K = 30 $
A constante de equilíbrio nos diz o quanto uma reação favorece a formação dos produtos em relação aos reagentes. Quanto maior o valor de K, mais a reação vai para a direita, ou seja, mais produtos serão formados.

Passo 6

Comparando os valores de K:
  • Cl₂ tem o maior K ( 7,5 times 10^15), o que significa que a reação de desproporcionamento do cloro forma muito mais produtos.
  • Br₂ tem um K menor ( 2 times 10^8), indicando uma formação de produtos moderada.
  • I₂ tem o menor K (30), mostrando que forma poucos produtos.

Passo 7

Portanto, a concentração dos produtos será maior no caso do cloro (Cl₂) porque sua constante de equilíbrio é muito maior que as dos outros halogênios. Isso significa que, em meio básico, o cloro tende a se desproporcionar mais completamente, formando mais produtos.

Resposta

A concentração dos produtos é maior no caso do cloro (Cl₂) devido à sua constante de equilíbrio muito maior, indicando uma maior tendência de formação de produtos nessa reação.

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