Escreva as possíveis semi-reações de oxidação e de redução que ocorrem quando o metal zinco é imerso em cada uma das seguintes soluções. Para cada item, escreva o par de semi-reações (a reação do ânodo e a do cátodo) e calcule o potencial padrão de reação,
.
b) Uma solução de
contendo oxigênio dissolvido;
b) Uma solução de
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa descobrir quais são as semi-reações de oxidação e redução quando o metal zinco é colocado em uma solução de ácido sulfúrico (
) que contém oxigênio dissolvido. Além disso, vamos calcular o potencial padrão da reação, que é representado por
. Para isso, vamos usar conhecimentos de reações redox e eletroquímica.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que uma reação redox envolve duas semi-reações: uma de oxidação (perda de elétrons) e outra de redução (ganho de elétrons). No nosso caso, o zinco (
) vai passar por oxidação, e o oxigênio dissolvido na solução vai sofrer redução.
Passo 3
Vamos começar pela semi-reação de oxidação do zinco. O zinco metálico perde dois elétrons para se tornar íon zinco:
Agora, a semi-reação de redução do oxigênio. O oxigênio dissolvido na solução de ácido sulfúrico vai reagir com íons hidrogênio (
) e elétrons para formar água:
Passo 4
Agora, precisamos ajustar as semi-reações para que o número de elétrons seja igual nas duas. A semi-reação de oxidação do zinco libera 2 elétrons, enquanto a de redução do oxigênio consome 4 elétrons. Para igualar, vamos multiplicar a semi-reação de oxidação por 2:
Agora, ambas as semi-reações envolvem 4 elétrons.
Passo 5
Em seguida, vamos encontrar os potenciais padrão de cada semi-reação. Consultando uma tabela de potenciais padrão de eletrodo:
-
Semi-reação de oxidação do zinco:Potencial de redução do
é . Como estamos oxidando o , invertemos o sinal para . -
Semi-reação de redução do oxigênio:Potencial padrão é
para a reação completa.
Agora, para encontrar o potencial total da reação, subtraímos o potencial de oxidação do potencial de redução:
Resposta
As semi-reações são:
Oxidação (ânodo):
Redução (cátodo):
O potencial padrão da reação é
.