De acordo com os valores de potencial-padrão tabelados, pode-se concluir que não serão observados sinais de transformação química em qual(is) tubo(s)? JUSTIFIQUE as respostas dadas por meio das semirreações e seus respectivos potenciais-padrão.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado está pedindo para a gente analisar alguns tubos onde reações químicas poderiam acontecer, usando os valores de potenciais-padrão que estão numa tabela. Nosso objetivo é descobrir em quais tubos não vai rolar nenhuma transformação química. Para isso, vamos precisar entender de potenciais-padrão de eletrodo e semirreações, que são partes das reações de oxidação e redução.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o que é potencial-padrão. O potencial-padrão de um eletrodo (geralmente medido em volts, V) indica a tendência de uma espécie química ganhar elétrons e se reduzir. Quanto mais positivo esse valor, maior a tendência de redução.
Passo 3
Nas reações de eletrólise, temos sempre duas semirreações: uma de redução (ganho de elétrons) e uma de oxidação (perda de elétrons). Para que uma reação ocorra de forma espontânea, o potencial-padrão da semirreação de redução do cátodo deve ser maior que o da semirreação de oxidação do ânodo (levando em conta o sinal).
Passo 4
Então, para saber se não vai acontecer nenhuma transformação química em um tubo, precisamos verificar se as semirreações disponíveis não possuem uma diferença de potencial que permita a reação ocorrer espontaneamente. Isso acontece quando os potenciais-padrão das semirreações não favorecem a transferência de elétrons de uma para outra.
Passo 5
Vamos supor que temos as seguintes semirreações com seus potenciais-padrão:
Passo 6
Vamos analisar cada tubo:
-
Tubo 1: Contém íons de Cu²⁺ e Zn.
- Semirreação de redução do Cu²⁺:
- Semirreação de oxidação do Zn:
(inverte o sinal para oxidação) - Diferença:
→ Reação ocorre.
- Semirreação de redução do Cu²⁺:
-
Tubo 2: Contém íons de Cu²⁺ e Ag.
- Semirreação de redução do Ag⁺:
- Semirreação de oxidação do Cu:
- Diferença:
→ Reação ocorre.
- Semirreação de redução do Ag⁺:
-
Tubo 3: Contém íons de Zn²⁺ e Ag.
- Semirreação de redução do Ag⁺:
- Semirreação de oxidação do Zn:
- Diferença:
→ Reação ocorre.
- Semirreação de redução do Ag⁺:
Passo 7
Agora, se houver um tubo onde as semirreações não tiverem uma diferença de potencial favorável (ou seja,
do cátodo for menor que
do ânodo), não vai ocorrer nenhuma transformação química.
Passo 8
Voltando aos tubos analisados, todos eles apresentaram uma diferença de potencial positiva, indicando que as reações vão ocorrer. Portanto, não haverá sinais de transformação química somente nos tubos onde as semirreações não permitirem essa diferença positiva.
Resposta
Nenhum dos tubos apresentados impedirá a ocorrência de transformação química, pois todas as combinações de semirreações analisadas possuem diferenças de potenciais-padrão positivas que favorecem reações espontâneas.
Exercícios relacionados
Potenciais-Padrão de Redução (
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Volt (V) |
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f) Neste momento você deseja montar uma pilha de concentração com os elementos presentes na tabela. Considerando as concentrações do ânodo iguais a
e as do cátodo iguais a
, determine o potencial real inicial de cada pilha de concentração, mostrando todas as etapas envolvidas no processo.
Potenciais-Padrão de Redução (
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Volt (V) |
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a) Explique, justificando a sua resposta por meio das semirreações e dos respectivos potencias, o por que o zinco é atacado pelo ácido clorídrico e o cobre não.
b) Determine o potencial real para a célula, a
Potenciais-Padrão de Redução (
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Volt (V) |
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b) Prediga, justificando a sua resposta por meio das semirreações e dos respectivos potenciais, o que ocorrerá se uma lâmina de níquel for adicionada a uma solução de ácido clorídrico.