Oxi-redução

Dadas duas lâminas metálicas, uma de estanho (Sn) e outra de zinco (Zn), porém sem identificação, foram propostos três proce - dimentos para identificá-las: I. Adicionar um pequeno pedaço (massa conhe cida) de uma das lâ - minas, em solução de ácido clorí drico e medir o volume de hi - dro gênio pro duzido quando todo o metal tiver reagido. Re petir esse proce dimento para uma amostra de mesma massa da outra lâmina. Massas molares: Zn: 65g/mol; Sn: 118g/mol II. Mergulhar separadamente cada uma das lâ mi nas em uma solução de cloreto de magnésio. Potenciais de redução (E0/volts): Sn2+/Sn = – 0,14; Zn2+/Zn = – 0,76; Mg2+/Mg = – 2,37 III. Colocar um pequeno pedaço de cada uma das lâminas sobre uma placa de aço e aquecer na chama de um bico de Bunsen. Temperatura de fusão (°C): estanho: 232; zin co: 420 Observação: a temperatura da chama do bico de Bunsen alcança cerca de 600°C; o aço funde-se a cerca de 1300°C. Qual(is) dos procedimentos permite(m) identificá-las? 

a) Somente I e III. 

b) Somente I e II. 

c) I, II e III. d) Somente II. 

e) Somente I.

Spoiler:

Sempre tive dúvidas sobre cálculos de potencias: aprendi que ele é feito subtraindo o menor do maior potencial... Então, nesta questão, o potencial resultante entre o Zn e o Mg é: -0,76-(-2,73)---> -0,76+2,73... Minha dúvida é, extamente, neste ponto, isto é, pela Matemática, o sinal a ser conservado é o do número maior, -0,76 ( maior potencial); mas, o número maior, aqui,  seria  o -0,76 ou o 2,73...?! O -0,76 é o maior potencial, mas o valor 2,73 é, algebricamente, em módulo, maior... Qual sinal conservar no potencial resultante?! Foi esta dúvida que inviabilizou a minha resolução da questão.... Deste esclarecimento depende a definição de a reação ser, ou não, espontânea, certo...?!

I. A reação é Zn + HCl -> ZnCl2 + H2 e Sn + HCl -> SnCl2 + H2. Se a massa é a mesma, eu sei que retirando digamos 10g de Zn eu acabo com maior número de mols em relação ao Sn, porque M(Zn) < M(Sn), então tenho mais mols a formar de H2 (pouco menos que o dobro), daí que a I é verdadeira.

II. Tenho três reações com os seguintes potenciais de redução:
Mg2+ + 2e- -> Mg0     e1 = -2.37
Zn2+ + 2e- -> Zn0      e2 = -0.76
Sn2+ + 2e- -> Sn0      e2 = -0.14
Quando eu mergulhar na solução com magnésio, o que acontece é: quem tem maior potencial de redução reduz, quem tem maior de oxidação oxida. Isso é em termos algébricos mesmo: -0.76 e -0.14 > -2.37, então zinco (ou estanho) é quem reduz e o magnésio oxida:
Mg -> Mg2+ + 2e-       e1' = 2.37
Zn2+ + 2e- -> Zn0      e2 = -0.76
Sn2+ + 2e- -> Sn0      e2 = -0.14
Daí que não vai rolar absolutamente nada além de molhar as placas, porque eu disponho apenas de Mg2+ e Zn ou Sn, ou seja, eu busco uma eletrólise em vez de uma reação de pilha. Então, II é falsa.

III. É sinceramente o melhor deles. Basta pôr um pedaço lado a lado e quem derreter primeiro é o estanho. Verdadeira

Sim, lipo... É claro que a reação espontânea, isto é, a pilha, não é possível nas condições apresentadas... Creio que não me expressei bem... A minha dúvida é sobre os sinais naquela subtração dos potenciais que apresentei... Se você puder detalhar melhor a sua resposta sobre este aspecto, lhe seria muitíssimo grato...

wadekly escreveu:Sim, lipo... É claro que a reação espontânea, isto é, a pilha, não é possível nas condições apresentadas... Creio que não me expressei bem... A minha dúvida é sobre os sinais naquela subtração dos potenciais que apresentei... Se você puder detalhar melhor a sua resposta sobre este aspecto, lhe seria muitíssimo grato...

Sn²⁺/Sn  →  -0,14V
Zn²⁺/Zn  →  -0,76V
Mg²⁺/Mg  →  -2,37V

E^o_Sn > E^o_Zn > E^o_Mg

Vamos supor uma pilha de Estanho e Zinco. Para números negativos, quanto maior o valor numérico, menor ele é (obviamente). Por isso, o Estanho tem mais facilidade de sofrer redução catódica em comparação ao Zinco, que tem menor facilidade em reduzir, portanto, maior facilidade em sofrer oxidação anódica. Com isso, é válido as seguintes expressões:

∆E_global  =  E_red.maior  -  E_red.menor

OU

∆E_global  =  E_redução  +  Eoxidação

O potencial de oxidação e redução são iguais, mas de sinais sempre opostos. Pegando o potencial de redução do magnésio, -2,37V, seu potencial de oxidação será +2,37. Lembrando sempre que potenciais de redução não necessariamente são sempre negativos. Há metais com este potencial positivo.