12.6 Baseando-se na analogia entre os halogênios e os pseudohalogênios:
escreva a equação balanceada para a reação provável de cianogênio (CN) { }_{2} com hidróxido de sódio aquoso;

Passo 1

O enunciado pede: com base na analogia entre halogênios e pseudohalogênios, escrever a equação balanceada para a reação provável do cianogênio com hidróxido de sódio aquoso.
Informações dadas:
  • Reagentes: cianogênio, cuja fórmula é (\mathrm{CN})_2, e hidróxido de sódio aquoso, isto é \mathrm{NaOH} em solução aquosa.
  • Pede-se a equação balanceada da reação provável (não foi dada a equação ou condições explícitas).
  • Deve-se usar a analogia entre halogênios (como \mathrm{Cl}_2) e pseudohalogênios (como (\mathrm{CN})_2) para inferir os produtos.

Passo 2

Recordando a reação típica de um halogênio diatômico com hidróxido em água (isso é a pista da analogia):
\mathrm{X}_2 + 2\,\mathrm{OH}^- \rightarrow \mathrm{X}^- + \mathrm{XO}^- + \mathrm{H}_2\mathrm{O}.
Explicando o que significa cada símbolo nessa fórmula:
  • \mathrm{X}_2 é um halogênio diatômico (por exemplo \mathrm{Cl}_2, \mathrm{Br}_2).
  • \mathrm{OH}^- é o íon hidróxido fornecido por \mathrm{NaOH} em solução aquosa.
  • \mathrm{X}^- é o íon haleto (produto reduzido).
  • \mathrm{XO}^- é o íon hipohalito (produto oxidado).
  • \mathrm{H}_2\mathrm{O} é água.
    Esta reação é um exemplo de disproportionamento (desproporcionamento): o mesmo elemento \mathrm{X} é ao mesmo tempo reduzido (vai para \mathrm{X}^-) e oxidado (vai para \mathrm{XO}^-).

Passo 3

Entendendo o mecanismo em termos simples (sem entrar em cálculos complexos):
  • No halogênio: cada átomo de \mathrm{X} no \mathrm{X}_2 tem estado de oxidação 0. Na reação, um átomo passa a -1 (em \mathrm{X}^-) e o outro passa a +1 (em \mathrm{XO}^-).
  • Pela analogia, espera-se que o pseudohalogênio (\mathrm{CN})_2 apresente comportamento análogo: uma unidade \mathrm{CN} será reduzida a íon cianeto \mathrm{CN}^- e a outra será oxidada a um análogo de hipohalito, que é o íon cianato \mathrm{CNO}^- (também escrito \mathrm{OCN}^-, mas aqui usarei \mathrm{CNO}^- para manter a ordem dos átomos como análogo ao halóxido).

Passo 4

Escrevendo a equação iônica (substituindo \mathrm{X} por \mathrm{CN} na reação típica):
(\mathrm{CN})_2 + 2\,\mathrm{OH}^- \rightarrow \mathrm{CN}^- + \mathrm{CNO}^- + \mathrm{H}_2\mathrm{O}.
Aqui:
  • (\mathrm{CN})_2 é o cianogênio (molécula neutra).
  • \mathrm{CN}^- é o íon cianeto (produto reduzido).
  • \mathrm{CNO}^- é o íon cianato (produto oxidado).
  • Dois \mathrm{OH}^- fornecem os átomos de oxigênio e hidrogênio necessários para formar \mathrm{CNO}^- e \mathrm{H}_2\mathrm{O}.

Passo 5

Verificação de balanço (átomos e carga) na equação iônica:
  • Carbonos: à esquerda 2 (em (\mathrm{CN})_2); à direita 1 em \mathrm{CN}^- + 1 em \mathrm{CNO}^- = 2. OK.
  • Nitrogênios: à esquerda 2; à direita 1+1=2. OK.
  • Oxigênios: à esquerda 2 (dos 2\,\mathrm{OH}^-); à direita 1 em \mathrm{CNO}^- + 1 em \mathrm{H}_2\mathrm{O} = 2. OK.
  • Hidrogênios: à esquerda 2 (dos 2\,\mathrm{OH}^-); à direita 2 em \mathrm{H}_2\mathrm{O}. OK.
  • Carga total: à esquerda 2\times(-1)=-2; à direita -1 (em \mathrm{CN}^-) + -1 (em \mathrm{CNO}^-) + 0 = -2. OK.
Portanto a equação iônica está balanceada.

Passo 6

Voltando para a forma molecular, incluindo os contra-íons de sódio (pois a reação é com \mathrm{NaOH} aquosa). Dos 2\,\mathrm{NaOH} existem 2\,\mathrm{Na}^+ que neutralizam os ânions formados:
(\mathrm{CN})_2 + 2\,\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{NaCN} + \mathrm{NaCNO} + \mathrm{H}_2\mathrm{O}.
Esta é a equação molecular balanceada que mostra sais isoláveis: cianeto de sódio e cianato de sódio, além de água.

Passo 7

Comentário final e motivação (rápido e motivador):
  • A equação segue diretamente a analogia com o comportamento dos halogênios em solução básica (disproporcionamento).
  • Em provas, quando pedirem esse tipo de coisa, lembrar da forma geral \mathrm{X}_2 + 2\,\mathrm{OH}^- \rightarrow \mathrm{X}^- + \mathrm{XO}^- + \mathrm{H}_2\mathrm{O} e substituir \mathrm{X} pelo pseudohalogênio correspondente resolve a questão de forma direta. Você já saiu na frente!

Resposta

(\mathrm{CN})_2 + 2\,\mathrm{OH}^- \rightarrow \mathrm{CN}^- + \mathrm{CNO}^- + \mathrm{H}_2\mathrm{O}
(\mathrm{CN})_2 + 2\,\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{NaCN} + \mathrm{NaCNO} + \mathrm{H}_2\mathrm{O}

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