Na aula prática o aluno Igor adicionou uma porção de zinco metálico na forma de pó a um tubo de ensaio. Logo em seguida, na segurança da capela, adicionou a este tubo algumas gotas de ácido clorídrico concentrado e observou o processo reacional, notificando o aparecimento de nova fase gasosa ao sistema. Descreva a reação do processo, dizendo qual substância está sendo desprendida na forma de gás. Diga se o processo representa uma reação de oxirredução, justificando sua resposta.
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado nos dá e o que ele pede.
-
O que foi feito/observado (dados do enunciado):
- Foi colocado zinco metálico na forma de pó:
(sólido). - Em seguida foram adicionadas algumas gotas de ácido clorídrico concentrado:
(solução aquosa). - Observou‑se o aparecimento de uma nova fase gasosa no sistema (ou seja, desprendimento de gás).
- Foi colocado zinco metálico na forma de pó:
-
O que o enunciado pede:
- Descrever a reação que ocorreu (equação química).
- Dizer qual substância foi desprendida na forma de gás.
- Dizer se o processo é uma reação de oxirredução (sim ou não) e justificar a resposta.
Passo 2
Descrição qualitativa da reação e equação molecular balanceada.
-
Ideia física simples (sem jargões): metais reativos com ácidos costumam reagir liberando gás hidrogênio porque o ácido fornece íons
que se combinam para formar . O zinco metálico reage com o ácido clorídrico produzindo um sal solúvel ( ) e gás hidrogênio. -
Escrevendo a equação molecular balanceada em forma de reação:
- Explicação do balanceamento passo a passo:
- Começamos com
(1 átomo de Zn) e . Para formar precisamos de dois átomos de hidrogênio, logo precisamos de 2 moléculas de . - Com 2
aparecem 2 que se combinam com para formar . - Assim cada lado tem 1 Zn, 2 H e 2 Cl — a equação está balanceada.
- Começamos com
Passo 3
Forma iônica e equação iônica líquida (para ver quem realmente participa).
- O ácido clorídrico em solução aquosa se dissocia em íons:
- O sal formado em solução,
, existe como íons:
- Eliminando os íons espectadores (
), obtemos a equação iônica líquida (a equação que mostra o que realmente muda):
- Interpretação direta: os prótons
do ácido são reduzidos a (gás). Portanto o gás observado é o gás hidrogênio, .
Passo 4
Análise de oxidação e redução (meio passo a passo, com semi‑reações).
-
Vamos escrever as semi‑reações (metade oxidativa e metade redutora) para ver troca de elétrons.Oxidação (o zinco perde elétrons):Redução (íons hidrogênio ganham elétrons e formam
): -
Observação:
- As duas semi‑reações trocam exatamente
elétrons, que se cancelam quando somamos as semi‑reações, recuperando a equação global já mostrada. - Como há transferência de elétrons (Zn doa elétrons;
aceita elétrons), isto é precisamente uma reação de oxirredução (redox).
- As duas semi‑reações trocam exatamente
Passo 5
Interpretação dos números de oxidação e identificação dos agentes oxidante e redutor.
-
Atribuição simples de números de oxidação:
- Zinco metálico:
(estado elementar) tem número de oxidação . - Em
o zinco tem número de oxidação . - Hidrogênio como íon em ácido:
tem . No elementar cada H tem .
- Zinco metálico:
-
Conclusão pelos números:
- Zn:
— houve aumento do número de oxidação → Zn foi oxidado. - H:
— houve diminuição do número de oxidação → H foi reduzido.
- Zn:
-
Agentes:
- Agente redutor (doa elétrons):
. - Agente oxidante (aceita elétrons): os íons
(fornecidos pelo ).
- Agente redutor (doa elétrons):
Passo 6
Observações práticas e segurança (curtas e úteis).
- O fato de o zinco estar em pó e o ácido ser concentrado só aumenta a velocidade da reação (maior área de contato e maior disponibilidade de
), mas não altera a estequiometria da reação. - O gás desprendido é
, inflamável — em aulas práticas o professor faz o teste do “estalo” (pequena chama) para confirmar, mas esse teste deve ser realizado apenas por quem tem autorização e equipamento de segurança adequado. - No produto final na solução haverá
e (ou seja, dissolvido).
Resposta
Gás desprendido:
É reação de oxirredução: sim —