Determine quais reações são espontâneas sob condições padrão.
Resposta: somente a segunda é espontânea
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão que pede para a gente descobrir quais das duas reações dadas são espontâneas nas condições padrão. A gente vai trabalhar com conceitos de reações redox e potenciais de redução padrão. Precisamos saber como identificar se uma reação vai ocorrer sozinha ou não, usando essas ideias.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que significa uma reação ser espontânea. Basicamente, uma reação espontânea é aquela que ocorre naturalmente, sem precisar de energia extra para acontecer. Para determinar isso, usamos os potenciais de redução padrão (E°) das substâncias envolvidas.
Passo 3
Vamos analisar cada reação separadamente. A primeira reação é:
Aqui, o cobre (Cu) está sendo oxidado e os íons hidrogênio (H⁺) estão sendo reduzidos.
Passo 4
A segunda reação é:
Nessa, o cloro (Cl₂) está sendo reduzido e o iodo (I⁻) está sendo oxidado.
Passo 5
Para saber se a reação é espontânea, comparamos os potenciais de redução padrão das espécies envolvidas. A regra geral é que a espécie com maior potencial de redução vai se reduzir, enquanto a outra será oxidada.
Passo 6
Consultando a tabela de potenciais padrão:
- O potencial de redução do Cu²⁺ para Cu é +0,34 V
- O potencial de redução do H⁺ para H₂ é 0,00 V
- O potencial de redução do Cl₂ para Cl⁻ é +1,36 V
- O potencial de redução do I₂ para I⁻ é +0,54 V
Passo 7
Na primeira reação, o Cu tem um potencial de +0,34 V e o H⁺ tem +0,00 V. Como o Cu tem um potencial maior, ele tende a se reduzir, mas na reação ele está sendo oxidado. Isso significa que a reação não é espontânea.
Passo 8
Na segunda reação, o Cl₂ tem um potencial de +1,36 V e o I₂ tem +0,54 V. O Cl₂, com um potencial maior, vai se reduzir, e o I⁻ será oxidado. Isso está alinhado com a direção da reação, indicando que ela é espontânea.
Resposta
Somente a segunda reação,
, é espontânea nas condições padrão.