Escreva as possíveis semi-reações de oxidação e de redução que ocorrem quando o metal zinco é imerso em Solução de ácido sulfúrico, H2 SO4. 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.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você quer saber quais são as possíveis semi-reações de oxidação e de redução que acontecem quando o zinco metálico é colocado em ácido sulfúrico ( H2 SO4). Além disso, precisamos escrever o par dessas semi-reações (ânodo e cátodo) e calcular o potencial padrão de reação ( E^0). Para resolver isso, vamos precisar conhecer as reações de oxidação e redução, entender como balanceá-las e usar as tabelas de potenciais padrão.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o processo. Quando o zinco metálico entra em contato com o ácido sulfúrico, ocorre uma reação de oxidação do zinco e uma reação de redução dos íons hidrogênio presentes no ácido. Isso forma uma célula galvânica onde o zinco é o ânodo (local de oxidação) e o hidrogênio é o cátodo (local de redução).

Passo 3

Vamos escrever as semi-reações separadamente:
  • Oxidação (Ânodo):
    O zinco metálico perde elétrons, se oxidando:
    Zn Zn^2+ + 2e^-
  • Redução (Cátodo):
    Os íons hidrogênio ( H^+) do ácido sulfúrico ganham elétrons para formar gás hidrogênio:
    2H^+ + 2e^- H2

Passo 4

Agora, vamos balancear as semi-reações. No caso, as equações já estão balanceadas em termos de carga e de átomos:
  • Oxidação: Zn Zn^2+ + 2e^-
  • Redução: 2H^+ + 2e^- H2
Isso significa que precisamos de 2 elétrons no processo de redução para equilibrar os 2 elétrons produzidos na oxidação do zinco.

Passo 5

Vamos agora determinar os potenciais padrão de eletrodo ( E^0) para cada meia-reação. Usamos uma tabela de potenciais de eletrodo padrão:
  • Para a oxidação do zinco:
    Zn^2+ + 2e^- Zn E^0 = -0,76, V
    Como queremos a reação de oxidação (o oposto), invertemos a equação e mudamos o sinal do potencial:
    Zn Zn^2+ + 2e^- E^0 = +0,76, V
  • Para a redução dos íons hidrogênio:
    2H^+ + 2e^- H2 E^0 = 0,00, V

Passo 6

Finalmente, para encontrar o potencial padrão da reação global ( E^0reaçãoçã), somamos os potenciais das semi-reações:
E^0reação = E^0cátodo - E^0ânodoçãáâ
Substituindo os valores:
E^0reação = 0,00, V - (+0,76, V) = -0,76, Vçã

Resposta

As semi-reações são:
  • Oxidação (Ânodo):
    Zn Zn^2+ + 2e^-
  • Redução (Cátodo):
    2H^+ + 2e^- H2
O potencial padrão da reação é E^0 = -0,76, V.

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