1. Assinale a afirmativa correta em relação à reação
2 \mathrm{HCl}+\mathrm{NO} 2 \rightarrow \mathrm{H} 2 \mathrm{O}+\mathrm{NO}+\mathrm{Cl} 2
a) O elemento oxigênio sofre redução.
b) O elemento cloro sofre redução.
c) O HCl é o agente oxidante.
d) O NO2 é o agente redutor.
e) O NO2 é o agente oxidante. fenômeno pode ser representado pela equação:

Passo 1

O enunciado dá a reação
2\mathrm{HCl}+\mathrm{NO}_2 \rightarrow \mathrm{H}_2\mathrm{O}+\mathrm{NO}+\mathrm{Cl}_2
e pede que eu assinale a afirmativa correta entre as opções:
a) O elemento oxigênio sofre redução.
b) O elemento cloro sofre redução.
c) O \mathrm{HCl} é o agente oxidante.
d) O \mathrm{NO}_2 é o agente redutor.
e) O \mathrm{NO}_2 é o agente oxidante.
Informações relevantes fornecidas:
\mathrm{HCl}, \mathrm{NO}_2, \mathrm{H}_2\mathrm{O}, \mathrm{NO} e \mathrm{Cl}_2 aparecem na equação. Preciso determinar mudanças nos números de oxidação dos elementos para identificar quem é oxidado, quem é reduzido e, com isso, qual alternativa está correta.

Passo 2

Vou explicar a ideia de número de oxidação (NOX) de forma simples e prática, porque é a ferramenta que usamos para ver quem perde ou ganha elétrons.
  • O número de oxidação é um “crédito” imaginário que cada átomo teria em uma ligação, útil para rastrear transferência de elétrons.
  • Regras básicas que vou usar (e sempre aplico nesses exercícios):
    1. O NOX de um elemento livre (forma simples, não ligado) é 0. Ex.: \mathrm{Cl}_2 tem NOX do Cl igual a 0.
    2. Em compostos, hidrogênio normalmente tem NOX +1 (exceto hidretos metálicos).
    3. Oxigênio normalmente tem NOX -2 (exceto peróxidos).
    4. A soma dos NOX em uma espécie neutra é 0; em íons é igual à carga do íon.
    5. Halogênios (como cloro) em compostos com elementos menos eletronegativos que eles geralmente têm NOX -1 (a não ser que estejam ligados a oxigênio ou a outro halogênio mais eletronegativo).
  • Interpretação prática: se o NOX de um átomo aumenta de reagentes para produtos, ele foi oxidado (perdeu elétrons). Se o NOX diminui, foi reduzido (ganhou elétrons).
  • Agente oxidante: a espécie que causa oxidação em outra (ela própria é reduzida).
    Agente redutor: a espécie que causa redução em outra (ela própria é oxidada).

Passo 3

Agora eu calculo os números de oxidação dos elementos relevantes nos reagentes e produtos, passo a passo.
Para \mathrm{HCl}:
  • Hidrogênio: por regra, \mathrm{H} tem NOX +1.
  • A molécula é neutra, então \mathrm{H} (+1) + \mathrm{Cl} (x) = 0 \Rightarrow x = -1.
    Logo, em \mathrm{HCl}: \mathrm{H}=+1, \mathrm{Cl}=-1.
Para \mathrm{NO}_2 (dado no reagente):
  • Cada oxigênio tem NOX -2 (regra).
  • A molécula é neutra, então para o nitrogênio x:
x + 2(-2) = 0 \Rightarrow x -4 = 0 \Rightarrow x = +4.
Logo, em \mathrm{NO}_2: \mathrm{N}=+4, cada \mathrm{O}=-2.
Para os produtos:
\mathrm{H}_2\mathrm{O}:
  • \mathrm{H}=+1 (cada), \mathrm{O}=-2 (padrão).
\mathrm{NO}:
  • Oxigênio -2, molécula neutra:
x + (-2) = 0 \Rightarrow x = +2.
Logo, em \mathrm{NO}: \mathrm{N}=+2.
\mathrm{Cl}_2:
  • Elemento livre: \mathrm{Cl}=0.

Passo 4

Comparo os NOX de cada elemento entre reagentes e produtos para ver quem sofreu oxidação ou redução.
  • Cloro: em \mathrm{HCl} \mathrm{Cl}=-1; em \mathrm{Cl}_2 \mathrm{Cl}=0.
    O NOX aumentou ( -1 \to 0), portanto o cloro foi oxidado (perdeu elétrons).
  • Nitrogênio: em \mathrm{NO}_2 \mathrm{N}=+4; em \mathrm{NO} \mathrm{N}=+2.
    O NOX diminuiu ( +4 \to +2), portanto o nitrogênio foi reduzido (ganhou elétrons).
  • Oxigênio: em todos os compostos relevantes ficou -2 (não mudou), então oxigênio não foi reduzido nem oxidado neste balanço.
  • Hidrogênio: permaneceu +1 (não mudou).

Passo 5

Interpreto quem é agente oxidante e quem é agente redutor, usando o que vimos:
  • Espécie que é oxidada (perde elétrons) atua como agente redutor (porque doa elétrons que reduzem outro). Aqui o cloro em \mathrm{HCl} foi oxidado ( -1 \to 0), então \mathrm{HCl} é o agente redutor.
  • Espécie que é reduzida (ganha elétrons) atua como agente oxidante (porque aceita elétrons que oxidam outro). Aqui o nitrogênio em \mathrm{NO}_2 foi reduzido ( +4 \to +2), então \mathrm{NO}_2 é o agente oxidante.

Passo 6

Para ficar bem claro e “ver” a troca de elétrons, monto as semi-reações (em meio ácido — faz sentido porque há \mathrm{HCl}):
Oxidação (cloro):
2\mathrm{Cl}^- \rightarrow \mathrm{Cl}_2 + 2\mathrm{e}^-
(repare que cada \mathrm{Cl}^- perde um elétron; duas unidades produzem \mathrm{Cl}_2 e liberam 2\mathrm{e}^-).
Redução (nitrogênio em \mathrm{NO}_2):
\mathrm{NO}_2 + 2\mathrm{H}^+ + 2\mathrm{e}^- \rightarrow \mathrm{NO} + \mathrm{H}_2\mathrm{O}
(aqui o nitrogênio recebe 2\mathrm{e}^- e duas unidades de \mathrm{H}^+ formam água).
Somando as duas semi-reações os elétrons se cancelam e obtemos exatamente a reação global dada:
2\mathrm{HCl} + \mathrm{NO}_2 \rightarrow \mathrm{H}_2\mathrm{O} + \mathrm{NO} + \mathrm{Cl}_2.
Essa montagem confirma que \mathrm{Cl}^- (de \mathrm{HCl}) é oxidado e que \mathrm{NO}_2 é o aceitador de elétrons (agente oxidante).

Passo 7

Confrontando com as alternativas:
  • (a) Falso — oxigênio não sofre redução (permanece -2).
  • (b) Falso — cloro sofre oxidação ( -1 \to 0), não redução.
  • (c) Falso — \mathrm{HCl} é o agente redutor (pois é oxidado), não o oxidante.
  • (d) Falso — \mathrm{NO}_2 é o agente oxidante, não redutor.
  • (e) Verdadeiro — \mathrm{NO}_2 é o agente oxidante (pois é reduzido).

Resposta

e) \mathrm{NO}_2 é o agente oxidante.

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