Com base nas semirreações abaixo, apresente a reação global espontânea e calcule o potencial padrão.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um exercício de química envolvendo reações de oxirredução, também conhecidas como reações redox. O que a gente precisa fazer aqui é combinar duas semirreações para formar uma reação global que aconteça de forma espontânea. Além disso, precisamos calcular o potencial padrão dessa reação. Para isso, vamos usar as informações das semirreações fornecidas e alguns conceitos básicos de eletroquímica.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as duas semirreações que temos:
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Semirreação de redução do íon ferrico:
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Semirreação de redução do triiodeto:
Passo 3
O próximo passo é decidir qual das duas semirreações vai atuar como redução e qual vai atuar como oxidação. Para que a reação seja espontânea, a semirreação com maior potencial de redução vai funcionar como o agente oxidante (recebe elétrons) e a outra como agente redutor (doa elétrons).
Aqui, a semirreação do Fe³⁺ tem um potencial de redução maior (0,771 V) do que a do I₃⁻ (0,5355 V). Isso significa que o Fe³⁺ vai ser reduzido, enquanto o I⁻ vai ser oxidado.
Passo 4
Agora, vamos escrever as semirreações ajustadas:
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Redução (agente oxidante):
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Oxidação (agente redutor):
Para inverter a segunda semirreação e torná-la uma oxidação, mudamos a direção da seta e o sinal do potencial:
Passo 5
Vamos balancear os elétrons nas duas semirreações para que o número de elétrons perdidos na oxidação seja igual ao número de elétrons ganhos na redução. Na redução, temos 1 elétron, e na oxidação, 2 elétrons. Então, multiplicamos a semirreação de redução por 2:
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Redução ajustada:
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Oxidação ajustada:
Passo 6
Agora, somamos as duas semirreações para obter a reação global:
Passo 7
Por fim, para calcular o potencial padrão da reação global (
), usamos a seguinte fórmula:
Substituindo os valores:
Resposta
A reação global espontânea é:
E o potencial padrão da reação é
.