Descreva por meio de equações químicas balanceadas as reações de obtenção de Br2 e I2 usando Cl2 como agente oxidante e explique por que esses processos são termodinamicamente possiveis.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A questão pede para a gente escrever as equações químicas balanceadas para obter o Br2 e o I2 usando Cl2 como agente oxidante. Além disso, precisamos explicar por que essas reações são termodinamicamente possíveis. Para isso, vamos usar conceitos de reações de oxidação-redução (redox) e entender como balancear essas equações.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa usar Cl2 como agente oxidante. Em uma reação redox, o agente oxidante é a espécie que ganha elétrons (reduz) e, consequentemente, oxida outra espécie (perde elétrons). Aqui, Cl2 vai oxidar o brometo ( Br^-) e o iodeto ( I^-), convertendo-os em Br2 e I2, respectivamente.

Passo 3

Vamos começar balanceando a reação para a obtenção de Br2. A equação inicial é:
Cl2 + Br^- Cl^- + Br2
Agora, identificamos os estados de oxidação:
  • O Cl na Cl2 está em 0 e vai para -1 na Cl^-.
  • O Br no Br^- está em -1 e vai para 0 na Br2.
Isso mostra que o Cl está sendo reduzido e o Br está sendo oxidado. Para balancear, precisamos igualar o número de elétrons transferidos.

Passo 4

Balanceando a reação de Br2:
  1. Cada molécula de Cl2 pode oxidar 2 íons Br^-.
  2. Então, temos:
Cl2 + 2,Br^- 2,Cl^- + Br2
Agora a equação está balanceada, com igual número de átomos de cada elemento e cargas balanceadas.

Passo 5

Agora, vamos fazer o mesmo para a obtenção de I2. A equação inicial é:
Cl2 + I^- Cl^- + I2
Identificando os estados de oxidação:
  • O Cl na Cl2 está em 0 e vai para -1 na Cl^-.
  • O I no I^- está em -1 e vai para 0 na I2.
O Cl está sendo reduzido e o I está sendo oxidado.

Passo 6

Balanceando a reação de I2:
  1. Cada molécula de Cl2 pode oxidar 2 íons I^-.
  2. Portanto, a reação balanceada fica:
Cl2 + 2,I^- 2,Cl^- + I2
Agora, a equação está balanceada com igual quantidade de átomos e cargas de ambos os lados.

Passo 7

Para explicar por que essas reações são termodinamicamente possíveis, vamos considerar os potenciais de redução padrão das substâncias envolvidas. O Cl2 tem um potencial de redução maior do que o Br2 e o I2. Isso significa que o Cl2 é mais forte como agente oxidante, capaz de oxidar o Br^- e o I^-, permitindo que as reações ocorram de forma espontânea.

Resposta

As equações químicas balanceadas são:
Cl2 + 2,Br^- 2,Cl^- + Br2
e
Cl2 + 2,I^- 2,Cl^- + I2
Essas reações são termodinamicamente possíveis porque o Cl2 tem um potencial de redução maior, atuando como agente oxidante forte suficiente para oxidar Br^- e I^-.

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