Escreva as equações e calcule o valor de
para a reação entre
e
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa escrever as equações da reação entre KMnO₄ e NO° e calcular o valor de E° dessa reação. Isso envolve o conteúdo de Reações de Oxirredução (Redox) e Potenciais de Eletrodo. Vamos precisar identificar quais substâncias estão sendo oxidadas e reduzidas, balancear as equações e usar os potenciais padrão para encontrar o E° da reação.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as espécies químicas envolvidas e seus estados de oxidação. No KMnO₄, o manganês (Mn) tem um estado de oxidação de +7. No NO°, o nitrogênio (N) tem um estado de oxidação de +2. Queremos ver como esses estados mudam durante a reação.
Passo 3
Agora, vamos separar a reação em duas meias-reações: a de redução e a de oxidação.
Meia-reação de redução (KMnO₄):
O manganês está passando de +7 para um estado de oxidação menor. Geralmente, em meio ácido, o Mn em KMnO₄ é reduzido para Mn²⁺.
O manganês está passando de +7 para um estado de oxidação menor. Geralmente, em meio ácido, o Mn em KMnO₄ é reduzido para Mn²⁺.
Meia-reação de oxidação (NO°):
O nitrógeno no NO° está sendo oxidado. Vamos supor que ele seja oxidado a NO₃⁻, onde o estado de oxidação do N passa de +2 para +5.
O nitrógeno no NO° está sendo oxidado. Vamos supor que ele seja oxidado a NO₃⁻, onde o estado de oxidação do N passa de +2 para +5.
Passo 4
Agora, precisamos balancear o número de elétrons nas duas meias-reações para que eles se cancelem quando somarmos as equações. Temos 5 elétrons na redução e 3 elétrons na oxidação. O mínimo múltiplo comum entre 5 e 3 é 15. Então, multiplicamos a meia-reação de redução por 3 e a de oxidação por 5:
Redução multiplicada por 3:
Oxidação multiplicada por 5:
Passo 5
Agora, somamos as duas meias-reações e cancelamos os elétrons:
Simplificando, subtraindo 20 H⁺ e 10 H₂O de ambos os lados:
Passo 6
Agora, vamos calcular o potencial padrão E° da reação usando os potenciais de redução das meias-reações.
Potenciais padrão de redução:
Para encontrar E° da reação total:
Resposta
O valor de $ E° $ para a reação entre $ \mathrm{KMnO}_4 $ e $ \mathrm{NO} $ é +0,55 V.