29 (UEMS-MS) Dada a reação de transformação do alumínio em cloreto de alumínio pela ação do gás cloro:
Pode-se verificar que a semi-reação que representa o processo de oxidação é:
a)
b)
c)
d)
a)
b)
c)
d)
Passo 1
O enunciado nos dá a transformação do alumínio em cloreto de alumínio pela ação do gás cloro. A reação apresentada é:
O enunciado pergunta qual das semi-reações listadas representa o processo de oxidação. As alternativas (transcrevendo as semi-reações em notação clara) são:
(a)
(b)
(c)
(d)
(a)
(b)
(c)
(d)
Informações relevantes que o enunciado dá e que vou usar (peguei-as do próprio enunciado acima):
- Há alumínio metálico
e gás cloro . - O produto é o composto
(alumínio com ânions cloreto). - As alternativas mostram possíveis semi-reações envolvendo
ou e elétrons .
Passo 2
O que é “oxidação” numa semi-reação? Vou explicar com calma e sem jargões:
- Oxidação é o processo em que uma espécie perde elétrons. Em uma semi-reação de oxidação, os elétrons aparecem do lado dos produtos (porque foram “liberados”).
- Redução é o processo em que uma espécie ganha elétrons. Em uma semi-reação de redução, os elétrons aparecem do lado dos reagentes (porque foram “capturados”).
Outra forma prática: comparar números de oxidação (NOX). Exemplos que vamos usar:
- Em estado elementar (metal puro) o alumínio tem número de oxidação
. Escrevemos isso como . - No composto
, cada cloro costuma ter NOX (cloro quase sempre é em compostos iônicos simples). Então, para uma fórmula a soma dos NOX é zero:
Substituindo
obtemos
Logo o alumínio vai de NOX
(elemento) para NOX
(em
): houve aumento do NOX, que é característica de oxidação (perda de elétrons).
Passo 3
Converter essa ideia em semi-reações:
- Se o alumínio perde elétrons e passa de
para , a semi-reação deve mostrar elétrons no lado dos produtos, com carga total conservada. Escrevemos:
Isso significa: um átomo de alumínio cedeu
elétrons — exatamente o que chamamos de oxidação.
-
Verificando a alternativa (a):
. Aqui os elétrons estão do lado dos reagentes, ou seja, a reação mostrada seria um ganho de elétrons pelo alumínio (redução), não oxidação. Portanto (a) está no sentido contrário do que queremos. -
As alternativas (c) e (d) envolvem
. A semi-reação típica de redução de cloro é
que é a alternativa (c). Note que essa é uma redução (elétrons nos reagentes). Mas a pergunta pede explicitamente qual semi-reação representa o processo de oxidação (não a redução), então mesmo que (c) esteja correta como semi-reação de redução, não é a resposta pedida.
- A alternativa (d) é estranha:
. Essa expressão não faz sentido como semi-reação balanceada (aparece elétron nos dois lados e produz íons , que são extremamente incomuns e não compatíveis com ). Podemos descartá-la por inconsistência de química e por não representar oxidação do alumínio.
Passo 4
Fazendo uma checagem de consistência com a reação global (opcional, mas útil para ver que tudo bate):
- Oxidação do alumínio (escrita por átomo) é
Para fornecer elétrons que vão reduzir o cloro, a redução típica é
- Para cancelar elétrons ao somar as duas semi-reações, faz-se um múltiplo: multiplica-se a semi-reação de alumínio por
(para ter ) e a semi-reação de cloro por (para ter ), então somando obtém-se (após combinar íons) o composto iônico que forma . Isso mostra coerência entre a semi-reação de oxidação que escolhemos e a reação global esperada.
Passo 5
Conclusão: a semi-reação que representa a oxidação (perda de elétrons pelo alumínio) é a que tem os elétrons do lado dos produtos, isto é
que corresponde à alternativa (b).
Resposta
b)