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, E^0.
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 ( E^0) 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:
Zn Zn^2+ + 2e^-
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 ( E^0) das reações de redução que ocorrem nessas soluções. A regra geral é:
  • Quanto mais positivo for o E^0 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 E^0 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 E^0 são diferentes.

Passo 5

Vamos analisar cada solução:
  1. Solução A (HCl):
    • Reação de redução: 2H^+ + 2e^- H2
    • E^0 = 0,00,V
  2. Solução B (CuSO₄):
    • Reação de redução: Cu^2+ + 2e^- Cu
    • E^0 = +0,34,V
  3. Solução C (FeSO₄):
    • Reação de redução: Fe^2+ + 2e^- Fe
    • E^0 = -0,44,V

Passo 6

Agora, vamos comparar os valores de E^0:
  • HCl: 0,00 V
  • CuSO₄: +0,34 V
  • FeSO₄: -0,44 V
Lembrando que quanto menor o E^0 da reação de redução, mais favorecida é a oxidação do zinco.

Passo 7

Analisando os valores:
  • FeSO₄ tem o menor E^0 (-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 E^0 intermediário (0,00 V).
  • CuSO₄ tem o maior E^0 (+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 ( E^0 = -0,44,V), tornando a oxidação do zinco mais favorecida e, portanto, mais rápida.

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