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,
.
c) Uma solução de
contendo oxigênio dissolvido e também a presença de íons de
.
c) Uma solução de
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente identificar as possíveis semi-reações de oxidação e de redução que acontecem quando a gente coloca um metal de zinco (Zn) numa solução de ácido sulfúrico (
) que também tem oxigênio dissolvido (
) e íons de ferro (
). Para resolver isso, vamos precisar entender as reações de oxidação e redução, além de usar as tabelas de potenciais padrão de eletrodo para calcular o potencial total da reação.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que uma reação redox (redução-oxidação) envolve duas partes: uma semi-reação de oxidação (onde uma substância perde elétrons) e uma semi-reação de redução (onde outra substância ganha esses elétrons).
Aqui, o zinco (Zn) será o que vai se oxidar, ou seja, vai perder elétrons. As possíveis substâncias que podem se reduzir na solução são o oxigênio (
) e os íons de ferro (
).
Passo 3
Vamos começar escrevendo a semi-reação de oxidação do zinco:
Isso significa que o zinco metálico perde dois elétrons para se tornar íon zinco (
).
Agora, vamos considerar as possíveis semi-reações de redução:
-
Redução do oxigênio (
): Em ambiente ácido, o oxigênio pode se reduzir a água: -
Redução dos íons de ferro (
): O íon ferro(II) pode se reduzir a ferro metálico:
Passo 4
Agora, vamos precisar dos potenciais padrão de eletrodo (
) dessas semi-reações para calcular o potencial total da reação. Os valores comuns são:
-
Para a oxidação do zinco:
-
Para a redução do oxigênio:
-
Para a redução dos íons de ferro:
Passo 5
Vamos combinar cada semi-reação de redução com a semi-reação de oxidação do zinco para formar as reações completas e calcular o potencial padrão total (
).
-
Com oxigênio (
): Primeiro, igualamos o número de elétrons:Multiplicamos a primeira equação por 2 para igualar os elétrons:Somando as duas:Calculando o potencial: -
Com íons de ferro (
): As duas semi-reações já estão com o mesmo número de elétrons (2).Somando as duas:Calculando o potencial:
Resposta
As possíveis semi-reações e seus potenciais padrão de reação são:
-
Com oxigênio (
): -
Com íons de ferro (
):