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,
.
d) Em quais dessas soluções você esperaria que o zinco se oxidasse mais rapidamente? Justifique.
d) Em quais dessas soluções você esperaria que o zinco se oxidasse mais rapidamente? Justifique.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão que você trouxe pede para a gente descobrir em quais soluções o zinco (Zn) se vai oxidar mais rápido quando imerso nelas. Basicamente, estamos falando de reações de oxidação e como elas acontecem em diferentes soluções. Para resolver isso, precisamos entender os potenciais padrão de eletrodo (
) das reações envolvidas. Quanto maior for o potencial de oxidação, mais rapidamente o zinco vai perder elétrons e se oxidar.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o que é uma reação de oxidação. Oxidação é quando um metal perde elétrons. No caso do zinco, a reação de oxidação seria:
Agora, cada solução em que o zinco está imerso vai ter reações de redução diferentes no cátodo, o que influencia a velocidade com que o zinco se oxida.
Passo 3
Para saber em qual solução o zinco se oxidaria mais rapidamente, precisamos comparar os potenciais padrão de eletrodo (
) das reações de redução que ocorrem nessas soluções. A regra geral é:
- Quanto mais positivo for o
da reação de redução, mais facilmente a reação de redução ocorre. - Isso significa que a reação de oxidação do zinco será mais favorecida quando a reação de redução no cátodo tiver um
menos positivo.
Passo 4
Vamos supor que temos diferentes soluções com diferentes agentes oxidantes. Por exemplo:
- Solução A: Cloreto de hidrogênio (HCl)
- Solução B: Sulfato de cobre (CuSO₄)
- Solução C: Sulfato de ferro (FeSO₄)
Para cada uma dessas soluções, a reação de redução no cátodo e o respectivo
são diferentes.
Passo 5
Vamos analisar cada solução:
-
Solução A (HCl):
- Reação de redução:
-
- Reação de redução:
-
Solução B (CuSO₄):
- Reação de redução:
-
- Reação de redução:
-
Solução C (FeSO₄):
- Reação de redução:
-
- Reação de redução:
Passo 6
Agora, vamos comparar os valores de
:
- HCl: 0,00 V
- CuSO₄: +0,34 V
- FeSO₄: -0,44 V
Lembrando que quanto menor o
da reação de redução, mais favorecida é a oxidação do zinco.
Passo 7
Analisando os valores:
- FeSO₄ tem o menor
(-0,44 V), o que significa que a reação de redução é menos favorecida. Assim, a oxidação do zinco será mais rápida nessa solução. - HCl tem um
intermediário (0,00 V). - CuSO₄ tem o maior
(+0,34 V), indicando que a redução de Cu²⁺ é mais favorecida, podendo reduzir a taxa de oxidação do zinco.
Resposta
O zinco se oxidaria mais rapidamente na solução de sulfato de ferro (FeSO₄) porque essa solução possui o menor potencial padrão de redução (
), tornando a oxidação do zinco mais favorecida e, portanto, mais rápida.