O ácido sulfúrico é um dos ácidos mais importantes industrialmente. Ele é usualmente fabricado pelo processo de contato, envolvendo as seguintes etapas:
Quais das etapas descritas são reações de oxi-redução? Justifique sua resposta.
Quais das etapas descritas são reações de oxi-redução? Justifique sua resposta.
Passo 1
Resumo do enunciado: a gente tem três etapas do processo de contato para fabricar ácido sulfúrico:
I) S + O₂ → SO₂
II) 2 SO₂ + O₂ → 2 SO₃
III) SO₃ + H₂O → H₂SO₄
Pergunta: quais dessas etapas são reações de oxi-redução?
Conteúdo da matéria: reações de oxi-redução e número de oxidação.
O que vamos precisar: aprender a atribuir número de oxidação (nox) aos átomos e ver se algum varia de um lado pro outro da equação.
I) S + O₂ → SO₂
II) 2 SO₂ + O₂ → 2 SO₃
III) SO₃ + H₂O → H₂SO₄
Pergunta: quais dessas etapas são reações de oxi-redução?
Conteúdo da matéria: reações de oxi-redução e número de oxidação.
O que vamos precisar: aprender a atribuir número de oxidação (nox) aos átomos e ver se algum varia de um lado pro outro da equação.
Passo 2
Teoria básica de oxi-redução:
- Uma reação é de oxi-redução se pelo menos um elemento muda seu número de oxidação entre reagentes e produtos.
- Oxidação = aumento do nox; redução = queda do nox.
- O₂ (gás) sempre tem nox = 0; em óxidos, o oxigênio costuma ter nox = –2 (salvo exceções como peróxidos).
- Hidrogênio em combinação com não-metais geralmente tem nox = +1.
Passo 3
Analisando a etapa I:
S + O₂ → SO₂
Atribuindo nox:
S + O₂ → SO₂
Atribuindo nox:
- No reagente S (enxofre em estado elementar) nox(S) = 0.
- No reagente O₂, nox(O) = 0.
- No produto SO₂, sabemos que O tem nox = –2. Para a molécula ser neutra:
Comparando: nox(S) de 0 → +4 (oxidou); nox(O) de 0 → –2 (reduziu).
Logo, há mudança de nox em S e em O → é reação de oxi-redução.
Passo 4
Analisando a etapa II:
2 SO₂ + O₂ → 2 SO₃
Atribuindo nox:
2 SO₂ + O₂ → 2 SO₃
Atribuindo nox:
- Em SO₂ já vimos: nox(S) = +4 e nox(O) = –2.
- No O₂, nox(O) = 0.
- Em SO₃, com O = –2, para neutralidade:
Compara: nox(S) de +4 → +6 (oxidou) e nox(O) de 0 → –2 (reduziu).
Também há mudança de nox → é oxi-redução.
Passo 5
Analisando a etapa III:
SO₃ + H₂O → H₂SO₄
Atribuindo nox geral:
SO₃ + H₂O → H₂SO₄
Atribuindo nox geral:
- Em SO₃, nox(S) = +6 e nox(O) = –2.
- Em H₂O, nox(H) = +1 e nox(O) = –2.
- Em H₂SO₄, normalmente nox(S) = +6, H = +1, O = –2.
Não há variação nos números de oxidação de S, H ou O de um lado pro outro → não é oxi-redução.
Resposta
As reações de oxi-redução são as etapas I e II.