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;

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 \mathrm{Zn(s)}, \mathrm{Na^+} e \mathrm{I_3^-} 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
\mathrm{Zn^{2+} + 2e^- \longrightarrow Zn(s)}
com potencial padrão aproximado \mathrm{E^\circ = -0,763\\ V}. Isso significa que, em sua forma reduzida ( \mathrm{Zn(s)}), 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
\mathrm{I_3^- + 2e^- \longrightarrow 3I^-}
com potencial padrão aproximado \mathrm{E^\circ = +0,535\\ V}. (Esse valor é compatível com o potencial de \mathrm{I_2/ I^-}; o íon \mathrm{I_3^-} simplesmente representa \mathrm{I_2} complexado com \mathrm{I^-}.)
Explicação didática rápida: o potencial padrão de redução ( \mathrm{E^\circ}) indica a tendência daquela meia-reação ocorrer como redução. Quanto mais positivo \mathrm{E^\circ}, mais fácil é reduzir essa espécie (ou seja, é um bom agente oxidante). Aqui \mathrm{I_3^-} tem \mathrm{E^\circ} positivo e é um agente oxidante razoavelmente forte comparado ao zinco, cujo \mathrm{E^\circ} é negativo. Logo esperamos que \mathrm{I_3^-} seja reduzido e \mathrm{Zn(s)} se oxide.

Passo 3

Escrever as meias-reações, com sentido correto (uma reduz-se, a outra oxida-se):
  • Redução (catodo): \mathrm{I_3^- + 2e^- \longrightarrow 3I^-}
  • Oxidação (anodo): inverter a redução do zinco acima:
\mathrm{Zn(s) \longrightarrow Zn^{2+} + 2e^-}
Aqui estou garantindo que ambas envolvem 2 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
\mathrm{E^\circ_{cell} = E^\circ_{cátodo} - E^\circ_{ânodo}}áâ
onde o cátodo é a meia-reação de redução ( \mathrm{I_3^-}) e o ânodo é a meia-reação de redução do zinco (mas invertida para oxidação). Numericamente:
\mathrm{E^\circ_{cell} = +0,535\\ V - (-0,763\\ V) = +1,298\\ V \approx +1,30\\ V.}
Interpretação: \mathrm{E^\circ_{cell}} positivo indica que a reação global é espontânea em condições padrão — portanto a redução de \mathrm{I_3^-} pelo zinco metálico é termodinamicamente favorável.

Passo 5

Combinar as meias-reações (elétrons cancelam) para obter a equação iônica líquida:
Somando
\mathrm{I_3^- + 2e^- \longrightarrow 3I^-}
e
\mathrm{Zn(s) \longrightarrow Zn^{2+} + 2e^-}
os elétrons se anulam e obtemos a equação líquida:
\mathrm{Zn(s) + I_3^- (aq) \longrightarrow Zn^{2+}(aq) + 3 I^- (aq)}.
Verificação rápida de conservação:
  • Zinco: 1 átomo de cada lado. Iodo: 3 átomos de cada lado. Carga: lado esquerdo 0 + (-1) = -1; lado direito +2 + 3(-1) = -1. Tudo balanceado.

Passo 6

Escrever a equação em termos dos sais presentes (incorporando o \mathrm{Na^+} espectador) e interpretar possíveis espécies formadas:
  • A solução começou com \mathrm{NaI_3} (que libera \mathrm{Na^+} e \mathrm{I_3^-}). A equação molecular equivalente, agrupando íons para formar compostos isoláveis em solução, pode ser escrita como:
\mathrm{Zn(s) + NaI_3(aq) \longrightarrow ZnI_2(aq) + NaI(aq).}
Explicação: à esquerda temos \mathrm{Na^+} e \mathrm{I_3^-}; à direita, os produtos iônicos da equação líquida ( \mathrm{Zn^{2+}} e 3\mathrm{I^-}) podem ser reorganizados como \mathrm{ZnI_2} (contendo \mathrm{Zn^{2+}} e 2\mathrm{I^-}) mais \mathrm{NaI} (contendo \mathrm{Na^+} e 1\mathrm{I^-}). Observação: tanto \mathrm{ZnI_2} quanto \mathrm{NaI} 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 \mathrm{I_3^-} a \mathrm{I^-} enquanto o zinco é oxidado a \mathrm{Zn^{2+}}. 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 \mathrm{E^\circ}, verificar que o mais positivo se reduz e o outro se oxida, calcular \mathrm{E^\circ_{cell}}, 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!

Resposta

\mathrm{Zn(s) + I_3^- (aq) \longrightarrow Zn^{2+}(aq) + 3 I^- (aq)}
\mathrm{Zn(s) + NaI_3(aq) \longrightarrow ZnI_2(aq) + NaI(aq)}
\mathrm{E^\circ_{cell} = +1,298\\ V \approx +1,30\\ V}

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