Sejam dados os seguintes potenciais-padrão de redução:
Passo 1
Dados (potenciais-padrão de redução fornecidos):
O que vamos fazer (decidido para este exercício): (a) ordenar os metais segundo a força do agente redutor (ou seja, do metal que mais facilmente se oxida ao que menos facilmente), e (b) usar esses potenciais para prever quais reações de deslocamento simples (metal sólido + íon em solução) são espontâneas em condições-padrão. Todas as informações necessárias estão acima.
Passo 2
Entendendo o que significa cada potencial e como usá-lo (aula rápida e prática).
- O valor
dado para cada meia-reação é o potencial padrão de redução: é a tendência da espécie iônica ganhar elétrons e ser reduzida. - Se uma meia-reação tem
mais positivo, ela tem maior tendência a ocorrer como redução (aceitar elétrons). Se tiver mais negativo, tem menor tendência a ser reduzida — portanto, o metal correspondente tem maior tendência a se oxidar (liberar elétrons) e é um agente redutor mais forte. - Para prever se uma reação entre um metal sólido
e um íon é espontânea, usamos o potencial de célula-padrão:
Aqui, o cátodo é a meia-reação que será reduzida (aquela com
maior) e o ânodo é a meia-reação que será oxidada (a do metal sólido, cujo
aparece na lista). A reação é espontânea em condições-padrão se
- Observação prática: para saber se um metal
reduz o íon , basta comparar os : se
então
(sólido) reduz
(isto é,
).
Passo 3
Ordenando por força redutora (passo-a-passo).
- Lembra: quanto mais negativo
, maior a tendência do metal sólido a se oxidar — ou seja, maior a força do agente redutor. - Vamos ordenar os valores do mais negativo para o mais positivo:
- Observação:
e têm potenciais muito próximos ( e respectivamente); portanto a diferença nas reações será pequena (potenciais de célula próximos de zero).
Passo 4
Exemplo de cálculo de
(vamos “mastigar” com um exemplo claro).
- Tome a reação de deslocamento:
- Aqui o cátodo (redução) é
com . - O ânodo (oxidação) corresponde à inversão da meia-reação de alumínio; usamos
como referência para o ânodo. - Então
- Como
, a reação é fortemente espontânea. Isso confirma a intuição: alumínio metal reduz íons facilmente.
Passo 5
Aplicando o critério a todos os pares: regra prática e como checar rápido na prova.
- Regra curta para prova: para um metal sólido
listado com , ele vai reduzir qualquer íon cujo seja maior (mais positivo) que . - Exemplo rápido: como
, segue imediatamente quem reduz quem.
Passo 6
Listando explicitamente quais íons cada metal sólido reduz (cálculos implícitos pela comparação de potenciais).
- Para
com : reduz todos os outros íons da lista porque todos têm maiores que . Logo reduz . - Para
com : reduz todos os íons com , ou seja: . Não reduz . - Para
com : reduz íons com , ou seja: (leve), . A diferença com é pequena: (positivo, reação ligeiramente espontânea). - Para
com : reduz íons com , ou seja: . Não reduz (na verdade fica não espontâneo por ). - Para
com : reduz apenas porque . Logo reduz . - Para
com : não reduz nenhum dos outros íons listados (é o menos reativo, o mais nobre).
Passo 7
Observações finais e dicas para a prova (curtas e úteis).
- Quando a diferença entre
s for muito pequena (por exemplo vs ), o será próximo de zero e a espontaneidade é fraca; em situações experimentais reais outras variáveis podem influenciar. - Sempre escreva a equação global e use
para confirmar antes de afirmar espontaneidade. - Empolgue-se: reconhecer rapidamente qual
é maior/menor resolve a maior parte das questões de deslocamento.
Resposta
Ordem decrescente da força redutora (do que mais facilmente se oxida para o que menos):
Reações espontâneas de deslocamento (metal sólido reduz os íons listados):
reduz
reduz
reduz
(com
a
)
reduz
reduz
não reduz nenhum dos outros íons listados.