Utilize a tabela de potenciais-padrão para escrever a equação global e calcular o potencial-padrão para as reações entre as seguintes espécies: Zinco metálico em pó (Zn^0) e ferro(III)

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício sobre potenciais-padrão de eletrodo, que faz parte da química, mais especificamente da eletroquímica. O que precisamos fazer é usar a tabela de potenciais-padrão para escrever a equação global e calcular o potencial-padrão das reações entre o zinco metálico em pó ( Zn^0) e o ferro(III). Vamos resolver isso passo a passo!

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as espécies envolvidas e seus estados de oxidação. Temos o zinco metálico ( Zn^0) e o ferro(III), que provavelmente está na forma de íon Fe^3+. Precisamos saber qual delas vai ser oxidada e qual vai ser reduzida.

Passo 3

Para isso, consultamos a tabela de potenciais-padrão de redução. Os potenciais-padrão nos mostram a tendência de uma espécie química em ganhar elétrons (ser reduzida). Quanto mais positivo o valor, mais forte é o agente oxidante.
Geralmente, os potenciais-padrão para as semirreações são:
  • Para o zinco:
    Zn^2+ + 2e^- Zn^0 E° = -0,76, V
  • Para o ferro(III):
    Fe^3+ + e^- Fe^2+ E° = +0,77, V

Passo 4

Agora, olhamos para os potenciais-padrão:
  • O potencial do ferro(III) ( +0,77, V) é mais positivo que o do zinco ( -0,76, V). Isso significa que o ferro(III) é mais fácil de ser reduzido, enquanto o zinco é mais fácil de ser oxidado.

Passo 5

Então, identificamos as semirreações:
  • Oxidação (perda de elétrons):
    Zn^0 Zn^2+ + 2e^- E° = -0,76, V
  • Redução (ganho de elétrons):
    Fe^3+ + e^- Fe^2+ E° = +0,77, V

Passo 6

Para escrever a equação global, precisamos balancear os elétrons transferidos. Vemos que o zinco perde 2 elétrons e o ferro(III) ganha 1 elétron. Então, multiplicamos a semirreação de redução por 2:
2, Fe^3+ + 2e^- 2, Fe^2+

Passo 7

Agora, somamos as duas semirreações:
Zn^0 Zn^2+ + 2e^-
2, Fe^3+ + 2e^- 2, Fe^2+
__________________________
Zn^0 + 2, Fe^3+ Zn^2+ + 2, Fe^2+

Passo 8

Para calcular o potencial-padrão da reação global ( E°cel), usamos a diferença entre o potencial de redução do cátodo e o ânodo:
E°cel = E°cátodo - E°ânodoáâ
Aqui, o ferro(III) atua como cátodo e o zinco como ânodo. Então:
E°cel = +0,77, V - (-0,76, V) = +0,77, V + 0,76, V = +1,53, V

Resposta

A equação global da reação é:
Zn^0 + 2, Fe^3+ Zn^2+ + 2, Fe^2+
E o potencial-padrão da reação é +1,53, V.

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