O arseneto de gálio (GaAs) é uma substância com excepcionais propriedades semi- condutoras, sendo muito utilizado em células fotoelétricas e transistores. Muitos cientistas acreditam que o arseneto de gálio deverá substituir o silício na fabricação da próxima geração de chips de computadores ultra-velozes. Sua obtenção industrial se dá através da reação:
As+H2+Ga2 O3 xrightarrow600^circ C GaAs+H2 O
Sabendo-se que o número de oxidação do gálio permanece inalterado, determine a variação do número de oxidação do arsênio na produção do arseneto de gálio.

Passo 1

Beleza, aqui o enunciado diz que a gente forma arseneto de gálio (GaAs) a partir de As, H₂ e Ga₂O₃ a 600 °C, e que o número de oxidação (NOX) do gálio não muda no processo. A questão é: qual é a mudança no NOX do arsênio quando ele vira GaAs?
Conteúdo: oxirredução (reação redox) e regras de atribuição de número de oxidação. Vamos precisar:
  • Saber atribuir NOX a cada elemento em compostos (especialmente O, Ga e As).
  • Entender que variação do NOX = NOX(final) – NOX(inicial).

Passo 2

Primeiro passo de verdade: descobrir o NOX do Ga em Ga₂O₃.
Regra básica: oxigênio em compostos costuma ser –2.
No Ga₂O₃, temos 2 átomos de Ga (cada um com NOX = x) e 3 de O (cada um –2). A soma dos NOX é zero, pois o composto é neutro:
2cdot x + 3cdot(-2) = 0
Resolvendo:
2x - 6 = 0 Rightarrow 2x = 6 Rightarrow x = +3
Logo, Ga sempre está em +3 aqui.

Passo 3

Como o enunciado diz que o NOX do Ga não muda, em GaAs o Ga também é +3. Agora a gente acha o NOX do As em GaAs:
NOX(Ga) + NOX(As) = 0
(+3) + x = 0 Rightarrow x = -3
Então no arseneto o As está em –3.

Passo 4

Agora qual é o NOX do As no estado inicial? Ele vem “puro”, apenas “As” elementar, sem ligação com outro elemento. Regra: elemento no estado livre tem NOX = 0.
Portanto NOX inicial do As = 0.

Passo 5

Variação do NOX do As = NOX(final) – NOX(inicial) = (–3) – 0 = –3.
Isso significa que o arsênio sofreu redução de 3 unidades.

Resposta

A variação do número de oxidação do arsênio é –3.

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