Para a reação redox a seguir,
Escreva as semirreações de oxidação e de redução, calcule o potencial padrão da célula (
, volts) e diga se a reação é espontânea ou nãoespontânea.
Dados Potenciais-padrão de redução:
Dados Potenciais-padrão de redução:
Passo 1
Vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma reação redox:
O conteúdo principal aqui é sobre Reações de Oxidação-Redução (Redox), envolvendo potenciais-padrão de redução. Para resolver, precisamos:
- Escrever as semirreações de oxidação e redução.
- Calcular o potencial padrão da célula (
). - Determinar se a reação é espontânea ou não.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar o que está sendo oxidado e o que está sendo reduzido na reação.
- Redução ocorre quando uma espécie ganha elétrons.
- Oxidação ocorre quando uma espécie perde elétrons.
Na reação dada:
- Cl₂ está ganhando elétrons e se transformando em Cl⁻, então Cl₂ está sendo reduzido.
- I⁻ está perdendo elétrons e se transformando em I₂, então I⁻ está sendo oxidado.
Passo 3
Agora, vamos escrever as semirreações de redução e oxidação separadamente.
Semirreação de Redução (Cl₂ ganhando elétrons):
Aqui, Cl₂ ganha 2 elétrons (e⁻) para formar Cl⁻.
Semirreação de Oxidação (I⁻ perdendo elétrons):
Aqui, I⁻ perde 2 elétrons para formar I₂.
Passo 4
Com as semirreações em mãos, vamos calcular o potencial padrão da célula (
). A fórmula para isso é:
Onde:
- Cátodo é onde ocorre a redução.
- Ânodo é onde ocorre a oxidação.
Passo 5
Vamos identificar os potenciais-padrão de redução fornecidos:
-
(semirreação de redução) -
(semirreação de redução)
Como a semirreação de oxidação é a inversa da redução de I₂ para I⁻, o potencial de oxidação será o oposto:
Passo 6
Substituindo os valores na fórmula do potencial da célula:
Passo 7
Para determinar se a reação é espontânea, observamos o sinal de
:
- Se
, a reação é espontânea. - Se
, a reação não é espontânea.
Como
, que é positivo, a reação é espontânea.
Resposta
As semirreações são:
- Redução:
- Oxidação:
O potencial padrão da célula é
, e a reação é espontânea.