Exercícios Resolvidos de Potencial do Eletrodo

UDESC – Química Geral e Inorgânica. Lista de Eletroquímica. Prof. Carla D. Questão 04.

Usando a série eletroquímica, decida se:

a) F e ( s ) será oxidado a F e 2 + por tratamento com ácido clorídrico ( H C l ), 1,0 mol/L;

b) C u ( s ) será oxidado a C u 2 + por tratamento com ácido clorídrico ( H C l ), 1,0 mol/L;

c) C u ( s ) será oxidado a C u 2 + por tratamento com ácido nítrico ( H N O 3 ), 1,0 mol/L.

Passo 1

A série eletroquímica pode ser a nossa tabela, que indica em que série estão os oxidantes. Ou seja, quem é mais oxidante que quem.

Pega aí a tua tabela pra procurar os caras envolvidos no exercício.

Achou?

Pro ácido clorídrico a gente vai usar a reação do hidrogênio, já o ácido nítrico tem uma reação específica dele, beleza?

Observe que em uma tabela como essa, onde os potenciais de redução estão crescentes de baixo para cima, lá em baixo a gente tem os caras mais redutores. Portanto, lá em cima estão os caras mais oxidantes (que se reduzem mais fácil).

Ah, outra coisa. Tá vendo que ali no enunciado as concentrações são sempre de 1,0 mol/L? Isso é importante porque esses valores de E só são válidos nessa concentração, certo? Por isso aquela bolinha ali no E 0 .

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

a) Será que o ferro é oxidado a F e 2 + pelo H + do ácido clorídrico?

Pela série eletroquímica, o H + está acima do F e 2 + , portanto, o H + é um oxidante mais forte, e vai oxidar o ferro!

Como o potencial de redução do hidrogênio é maior, ele se reduz e o ferro se oxida:

2 H + + 2 e - → H 2           E R E D 0 = 0,00   V

F e → F e 2 + + 2 e -       E O X I 0 =   + 0,44   V

Olha que o potencial do ferro ficou positivo porque estamos usando a reação de oxidação e, por isso, o potencial de oxidação.

A equação global ficará:

F e + 2 H + → F e 2 + + H 2

Ou seja, o ácido reage com o ferro metálico, formando F e 2 + . O ácido corrói o ferro. Porque quando ele passa da forma metálica pra catiônica, adeus estrutura metálica.

E o Δ E ° ?

Δ E 0 = E O X I 0 + E R E D 0

Δ E 0 = 0,44 + 0,00 = 0,44   V

Pois é, Δ E ° positivo, então o processo é espontâneo e o F e ( s ) será oxidado a F e 2 + por tratamento com ácido clorídrico ( H C l ), 1,0 mol/L.

Passo 3

b) Será que o cobre é oxidado a C u 2 + pelo H + do ácido clorídrico?

Pela série eletroquímica, o C u 2 + está acima do H + , portanto, o cobre é um oxidante mais forte e não será oxidado pelo ácido!

Vamos ver isso com números.

Se a gente fizer o que o enunciao pede, e oxidar o cobre com o ácido se reduzindo, teríamos:

2 H + + 2 e - → H 2         E R E D 0 = 0,00   V

C u → C u 2 + + 2 e -         E O X I 0 = - 0,34   V

A equação global ficará:

C u + 2 H + → C u 2 + + H 2

Com Δ E ° igual a:

Δ E 0 = E O X I 0 + E R E D 0

Δ E 0 = - 0,34 + 0,00 = - 0,34   V

Como o Δ E ° é negativo, a reação global ali não é espontânea. Ou seja, C u ( s ) não será oxidado a C u 2 + por tratamento com ácido clorídrico ( H C l ), 1,0 mol/L.

Observação: se você fizer o cálculo do Δ E ° utilizando aquela outra fórmula que só utiliza os potenciais de redução, sempre vai dar positivo! Na verdade você estará calculando a d d p da pilha espontânea entre cobre e hidrogênio, que é, exatamente, a reação inversa da global ali de cima:

C u 2 + + H 2 → C u + 2 H +

Passo 4

c) Será que o cobre é oxidado a C u 2 + pelo ácido nítrico?

Pela série eletroquímica, o ácido nítrico está acima do cobre, portanto, ácido nítrico é mais oxidante e vai oxidar o cobre!

Vamos ver isso com números.

Se a gente fizer o que o enunciao pede, e oxidar o cobre com o ácido se reduzindo, teremos:

N O 3 - + 4 H + + 3 e - → N O + 2 H 2 O         E R E D 0 = + 0,96   V

C u → C u 2 + + 2 e -         E O X I 0 = - 0,34   V

Para a equação global, precisamos igualar o número de elétrons, multiplicando a primeira semirreação por dois e a segunda por três (os potenciais NÃO são modificados).

2 N O 3 - + 8 H + + 6 e - → 2 N O + 4 H 2 O         E R E D 0 = + 0,96   V

3 C u → 3 C u 2 + + 6 e -         E O X I 0 = - 0,34   V

2 N O 3 - + 3 C u + 8 H + → 2 N O + 3 C u 2 + + 4 H 2 O

E o cálculo do Δ E ° ?

Δ E 0 = E O X I 0 + E R E D 0

Δ E 0 = - 0,34 + 0,96 = + 0,62   V

Com Δ E ° positivo, a reação global é espontânea. Ou seja, C u ( s ) será oxidado a C u 2 + por tratamento com ácido nítico ( H N O 3 ), 1,0 mol/L.

Resposta

a) Sim

b) Não

c) Sim

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