A seguir são apresentadas diferentes equações redox que acontecem em meio ácido. A) Faça o balanceamento das reações, B) determine quem oxida e quem reduz, C) Cálcule o potencial de célula e D) Determine a constante de equilíbrio.
III)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para balancear uma reação redox em meio ácido, identificar quem está oxidando e quem está reduzindo, calcular o potencial de célula e determinar a constante de equilíbrio. Para isso, vamos precisar usar conceitos de reações redox, potenciais padrão de eletrodos e a relação entre potencial e constante de equilíbrio.

Passo 2

Primeiro, vamos separar a reação dada em duas semi-reações de oxidação e redução. A reação é:
Identificamos que o íon está sendo reduzido a e o zinco metálico ( ) está sendo oxidado a .

Passo 3

Vamos escrever as semi-reações separadamente:
Redução:
Oxidação:
Note que adicionamos íons hidrogênio ( ) e água ( ) na semi-reação de redução para balancear os átomos de oxigênio e hidrogênio, já que estamos em meio ácido.

Passo 4

Agora, vamos balancear os elétrons para que o número de elétrons perdidos na oxidação seja igual ao número de elétrons ganhos na redução. Ambas as semi-reações já têm 2 elétrons, então não precisamos multiplicar por nenhum fator.

Passo 5

Vamos somar as duas semi-reações para obter a reação global balanceada:
Agora a reação está balanceada em termos de átomos e carga.

Passo 6

Identificamos quem está oxidando e quem está reduzindo:
  • Oxidação: O zinco metálico ( ) está perdendo elétrons, então ele está sendo oxidado.
  • Redução: O íon está ganhando elétrons, então ele está sendo reduzido.

Passo 7

Vamos calcular o potencial de célula ( ). A fórmula é:
áâ
Onde:
  • á é o potencial de redução da semi-reação de redução.
  • â é o potencial de redução da semi-reação de oxidação (invertido).
Dados:
Como o zinco está sendo oxidado, usamos o potencial de redução invertido:

Passo 8

Para determinar a constante de equilíbrio ( ), usamos a relação entre o potencial de célula e a constante de equilíbrio:
Igualando as duas equações:
Onde:
  • é o número de moles de elétrons transferidos (n=2).
  • é a constante de Faraday ( ).
  • é a constante dos gases ( ).
  • é a temperatura em Kelvin (vamos assumir ).
Calculando:

Resposta

A constante de equilíbrio para a reação é aproximadamente .

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A seguir são apresentadas diferentes equações redox que acontecem em meio ácido. A) Faça o balanceamento das reações, B) determine quem oxida e quem reduz, C) Cálcule o potencial de célula e D) Determine a constante de equilíbrio.
II)
A seguintes titulações foram realizadas em meio ácido. A) Faça o balanceamento da reação processada e B) determine o potencial após a adição de i) de titulante, ii) no ponto de equivalência e iii) 26 mL de titulante. C) Determine se o ponto de equivalência é simétrico ou assimétrico em cada curva de titulação e justifique.
III) (Considere que a reação ocorre utilizando 50 mL de (analíto) com Ce (titulante))
Calcule o potencial de eletrodo para um eletrodo de prata imerso em uma solução de 0,0500 de NaCl utilizando a) e b) .
A seguir são apresentadas diferentes equações redox que acontecem em meio ácido. A) Faça o balanceamento das reações, B) determine quem oxida e quem reduz, C) Cálcule o potencial de célula e D) Determine a constante de equilíbrio.
I)