Question

Em um tubo de ensaio contendo água, dissolveu-se NaI, KOH, LiCl e NH4NO3 e cobriu-se a
superfície da solução com uma camada de benzeno, conforme o esquema ao lado:

Adicionando algumas gotas de água de cloro (Cl2(aq)) e agitando bem o tubo de ensaio,
notamos que a fração correspondente ao benzeno se torna roxa. Explique o que ocorre,
escrevendo as devidas equações químicas e as semi-equações.

Answer 1

Pergunta interessante, cheia das pegadinhas....mas vamos aos passos.

O benzeno é apenas um solvente orgânico....e por ser apolar, ele vai solubilizar coisas que são apolares...como o Cl2 aquoso....tornando a solução amarelada.

O Cl2 pode se reduzir através da seguinte reação abaixo com seu potencial:

Cl2  +  2 e- ---->  2 Cl-  Eº = + 1,36 V   (NOX 0 ---> NOX -1)

O importante é saber que pra tal reação ocorrer, deve-se ter uma segunda reação de oxidação...uma vez que o cloreto será reduzido. Assim, vamos pensar nas reações de oxidações que os ânions podem realizar.

Agora vamos ao que você colocou no tubo:

- LiCl: tem o ânion Cl-.....como Cl2 e Cl- são conjugados, não tem diferença

- NaI: têm o ânion I-....oxidando-se o iodeto na seguinte reação:

2 I-  ---->  I2   +  2e-   Eº = - 0,535 V   (negativo porque oxidar é desfavorável)

- KOH: têm o ânion OH-....a oxidação forma radicais OH que possuem potenciais de reação muito grandes...de verdade mesmo....esquece.

- NH3NO3: têm o ânion NO3-....a oxidação do nitrato ocorre apenas em meio ácido. como não foram adicionados ácidos, ela não ocorre.

Assim, o NaI possui menor potencia de meia reação, fazendo com que seja forma iodo molecular (apolar) no meio.

O iodo molecular (I2), quando solubilizado em benzeno possui uma intensa coloração violeta. Assim, é isto que ocorre no seu experimento.

- Oxidação:        2 I-  ---------->  I2   +  2e-        Eºred = + 0,535 V  
- Redução:         Cl2  +  2 e-  ----> 2 Cl-          Eºred = + 1,36 V

Global:   Cl2   +  2I- --->  I2  +  2 Cl-    Eº = + 0,825 V (E > zero: espontânea)

Espero ter ajudado.
Lestera.