Responda às questões de forma clara apresentando as equações balanceadas, as semiequações de redução/oxidação e os potenciais eletroquímicos quando necessário.
Forneça as equações da reação de sódio metálico e de potássio metálico em meio aquoso. Quais alterações experimentos foram observados? A reatividade observada está de acordo com o potencial de redução e energias de ionização? Explique.
O que ocorre com a reatividade do sódio ao formar um amálgama com o mercúrio em meio aquoso? Explique.
Forneça as equações da reação de sódio metálico e de potássio metálico em meio aquoso. Quais alterações experimentos foram observados? A reatividade observada está de acordo com o potencial de redução e energias de ionização? Explique.
Passo 1
O enunciado pede para escrever as equações balanceadas e as semiequações de oxidação e redução das reações do sódio metálico e do potássio metálico em meio aquoso, relatar as observações experimentais, e verificar se a reatividade observada bate com os potenciais de redução e as energias de ionização. Além disso, pergunta o que ocorre com a reatividade do sódio quando ele forma amálgama com mercúrio em água. O conteúdo principal é redox e eletroquímica (potenciais padrão e energias de ionização).
Passo 2
Reação do sódio em água pura:
Semiequações (todas as espécies em condições-padrão):
Observações experimentais: o sódio forma bolhas intensas de
, a solução aquece muito (reação altamente exotérmica), o pedaço de metal salta na superfície e produz chama amarela característica do sódio.
Passo 3
Reação do potássio em água pura:
Semiequações:
Observações experimentais: borbulhamento ainda mais violento do que com sódio, chama lilás-violeta (atria do potássio) e às vezes ignição espontânea do hidrogênio.
Comparação com potenciais e energias de ionização: o potencial padrão
é mais negativo que
, o que faz do potássio um agente redutor mais forte e, portanto, mais reativo em água. Isso também se alinha com as energias de primeira ionização, que são
e
: o potássio perde elétron com mais facilidade.
Passo 4
Reatividade do sódio em amálgama com mercúrio
Quando se forma o amálgama –
, o sódio metálico fica disperso na matriz líquida de mercúrio, reduzindo muito seu contato direto com a água. A equação global ainda é
Quando se forma o amálgama
mas a velocidade cai drasticamente. Experimentalmente observa-se apenas efervescência lenta, sem saltos nem chama. Isso ocorre porque o mercúrio envolve as partículas de sódio, formando uma camada protetora que dificulta a difusão de água até o sódio e, consequentemente, o processo de oxidação fica controlado, apesar do potencial padrão não mudar.
Resposta
A reatividade do sódio metálico em água e do potássio metálico em água, bem como a menor reatividade do sódio em amálgama com mercúrio, estão em pleno acordo com os potenciais padrão de redução (mais negativo ⇒ mais redutor ⇒ mais reativo) e com as energias de ionização (menor energia ⇒ mais facilmente perde elétron).