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)

Passo 1

Vamos dar uma olhada no que a questão tá pedindo. A gente tem uma reação redox em meio ácido envolvendo íons de ferro ( ) e estanho ( ). Precisamos:
A) Balancear a equação.
B) Identificar quem está oxidando e quem está reduzindo.
C) Calcular o potencial de célula.
D) Determinar a constante de equilíbrio.
Para resolver isso, vamos usar conceitos de reações redox, potenciais padrão de eletrodo e equilíbrio químico.

Passo 2

A) Balanceando a equação redox
Primeiro, vamos separar a reação em duas semi-reações: a de oxidação e a de redução.
A reação dada é:
Identificamos que o está perdendo elétrons (oxidação) e o está ganhando elétrons (redução).
Vamos escrever as semi-reações:
Oxidação:
Redução:
Agora, para balancear os elétrons, multiplicamos a semi-reação de redução por 2:
Agora, somamos as duas semi-reações:
A equação está balanceada!

Passo 3

B) Identificando o agente oxidante e redutor
Na reação balanceada:
  • Oxidação: (perdendo 2 elétrons)
  • Redução: (ganhando 1 elétron)
Então:
  • Agente redutor: (porque está perdendo elétrons)
  • Agente oxidante: (porque está ganhando elétrons)

Passo 4

C) Calculando o potencial de célula
O potencial de célula ( é) é dado pela diferença entre o potencial de redução do agente oxidante e o agente redutor.
As potenciais dados são:
Como está sendo oxidado, precisamos inverter seu potencial:
çã
Agora, calculamos é:
éçãçã

Passo 5

D) Determinando a constante de equilíbrio
Vamos usar a relação entre o potencial de célula e a constante de equilíbrio ( ):
é
Onde:
  • = número de mols de elétrons transferidos = 2
  • = constante de Faraday =
  • = constante universal dos gases =
  • = temperatura em Kelvin =
Rearranjando para encontrar :
é
Substituindo os valores:
Convertendo para base 10:
ú
Isso indica que a reação é muito favorável na direção dos produtos.

Resposta

A) A equação balanceada é:
B) O agente redutor é e o agente oxidante é .
C) O potencial de célula é .
D) A constante de equilíbrio é extremamente alta, indicando que a reação favorece fortemente os produtos.

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III)
Faça os seguintes balanceamentos em meio básico.
IV)
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IV)