Para realizar o desentupimento de tubulações de esgotos residenciais, é utilizada uma mistura sólida comercial que contém hidróxido de sódio (NaOH) e outra espécie química pulverizada. Quando é adicionada água a essa mistura, ocorre uma reação que libera gás hidrogênio e energia na forma de calor, aumentando a eficiência do processo de desentupimento. Considere os potenciais padrão de redução (E°) da água e de outras espécies em meio básico, expressos no quadro.
Qual é a outra espécie que está presente na composição da mistura sólida comercial para aumentar sua eficiência?
A questão avalia o conceito de potencial padrão de redução e sua relação com a espontaneidade e a intensidade (eficiência energética) de uma reação de oxirredução.
Na mistura desentupante, a água atua como agente oxidante, sendo reduzida segundo
2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^- \quad E^\circ = -0{,}83\ V
Para que o gás hidrogênio seja liberado com grande quantidade de energia, a outra espécie da mistura deve ser oxidada com a maior facilidade possível, ou seja, deve apresentar o par de redução com o potencial mais negativo da tabela, pois isso maximiza a diferença de potencial da célula (E^\circ_{cel} = E^\circ_{catodo} - E^\circ_{anodo}).O alumínio apresenta o semirreação
Al(OH)_4^- + 3e^- \rightarrow Al + 4OH^- \quad E^\circ = -2{,}33\ V
o valor mais negativo entre todas as espécies listadas. Invertendo essa semirreação para representar a oxidação do alumínio e somando à redução da água, obtém-seE^\circ_{cel} = -0{,}83 - (-2{,}33) = 1{,}50\ V
o maior potencial de célula possível dentre as combinações, indicando a reação mais espontânea e mais exotérmica, condizente com o forte aquecimento e a rápida liberação de gás observados no uso do produto.As demais espécies (cobalto, cobre, chumbo e ferro) possuem potenciais de redução menos negativos, o que tornaria a reação com a água menos espontânea e liberaria menos energia, sendo portanto menos eficientes para o processo de desentupimento.
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