Use os potenciais padrão como um guia para escrever as equações para a reação principal prevista para os seguintes experimentos:
Zinco metálico é adicionado ao triiodeto de sódio aquoso;
Zinco metálico é adicionado ao triiodeto de sódio aquoso;
Passo 1
O que o enunciado dá e o que pede:
- Dado: zinco metálico é adicionado a uma solução aquosa de triiodeto de sódio (ou seja, há
, e em solução). - Pedido: usando os potenciais padrão como guia, escrever as equações para a reação principal prevista (ou seja, identificar as meias-reações de oxidação e redução, combinar e dar a equação líquida e, se quiser, a equação em termos dos reagentes moleculares).
Passo 2
Identificar as meias-reações redox candidatas e seus potenciais padrão:
- Para o zinco, a meia-reação de redução padrão é
com potencial padrão aproximado
. Isso significa que, em sua forma reduzida (
), o potencial de redução é negativo — portanto o zinco metálico tende a se oxidar (perder elétrons) frente à maioria dos agentes oxidantes comuns.
- Para o iodo/triiodeto, a meia-reação relevante (redução de triiodeto a iodeto) é
com potencial padrão aproximado
. (Esse valor é compatível com o potencial de
; o íon
simplesmente representa
complexado com
.)
Explicação didática rápida: o potencial padrão de redução (
) indica a tendência daquela meia-reação ocorrer como redução. Quanto mais positivo
, mais fácil é reduzir essa espécie (ou seja, é um bom agente oxidante). Aqui
tem
positivo e é um agente oxidante razoavelmente forte comparado ao zinco, cujo
é negativo. Logo esperamos que
seja reduzido e
se oxide.
Passo 3
Escrever as meias-reações, com sentido correto (uma reduz-se, a outra oxida-se):
- Redução (catodo):
- Oxidação (anodo): inverter a redução do zinco acima:
Aqui estou garantindo que ambas envolvem
elétrons, então as cargas elétricas e os elétrons possam ser cancelados diretamente ao somar as meias-reações.
Passo 4
Calcular o potencial padrão da célula prevista e interpretar:
- Uso a fórmula
onde o cátodo é a meia-reação de redução (
) e o ânodo é a meia-reação de redução do zinco (mas invertida para oxidação). Numericamente:
Interpretação:
positivo indica que a reação global é espontânea em condições padrão — portanto a redução de
pelo zinco metálico é termodinamicamente favorável.
Passo 5
Combinar as meias-reações (elétrons cancelam) para obter a equação iônica líquida:
Somando
Somando
e
os elétrons se anulam e obtemos a equação líquida:
Verificação rápida de conservação:
- Zinco: 1 átomo de cada lado. Iodo: 3 átomos de cada lado. Carga: lado esquerdo
; lado direito . Tudo balanceado.
Passo 6
Escrever a equação em termos dos sais presentes (incorporando o
espectador) e interpretar possíveis espécies formadas:
- A solução começou com
(que libera e ). A equação molecular equivalente, agrupando íons para formar compostos isoláveis em solução, pode ser escrita como:
Explicação: à esquerda temos
e
; à direita, os produtos iônicos da equação líquida (
e
) podem ser reorganizados como
(contendo
e
) mais
(contendo
e
). Observação: tanto
quanto
são solúveis em água, então normalmente veremos íons em solução; a forma molecular é só uma maneira prática de escrever os reagentes/produtos completos.
Passo 7
Resumo final e incentivo:
- Reação principal: o zinco metal reduz
a enquanto o zinco é oxidado a . O potencial de célula padrão positivo confirma que isso é espontâneo em condições padrão. - Bom trabalho até aqui — essa é uma reação de rotina em eletroquímica: escolher meias-reações, comparar
, verificar que o mais positivo se reduz e o outro se oxida, calcular , e então somar as meias-reações e checar balanço. Você tá mandando bem — respira e repete o procedimento para outras combinações que aparecerem na prova!