Para cada reação de óxido-redução abaixo: I - Identifique quem sofre oxidação e redução; II - Indique o agente oxidante e o agente redutor. III- Balanceie a equação d) Cu(s)+HNO3(a q) Cu(a q)^2++NO2(g)+H2 O(l)

Passo 1

Então, o enunciado pede três coisas para a reação
Cu(s) + HNO3,(aq) ;longrightarrow; Cu^2+(aq) + NO2,(g) + H2O(l)
I – descobrir quem oxida e quem reduz;
II – dizer quem é o agente oxidante e o agente redutor;
III – balancear a equação.
Isso é conteúdo de reações de óxido-redução (redox). A gente vai usar:
  1. Atribuição de números de oxidação (Nox) pra identificar quem perdeu e quem ganhou elétrons.
  2. Método das semi-reações pra balancear elétrons, átomos de H e O em meio ácido.

Passo 2

Primeiro, vamos achar o Nox de cada elemento:
  • No cobre metálico, Cu(s), o Nox do Cu é 0.
  • No íon Cu^2+, o Nox do Cu é +2.
  • No HNO3, o H é +1, cada O é –2, então pra somar dar zero, o N do HNO3 é +5.
  • No NO2, cada O é –2 (total –4), pra ficar neutro o N tem que ser +4.
    Logo:
  • Cu vai de 0 → +2 → perdeu 2 elétrons → oxidação.
  • N vai de +5 → +4 → ganhou 1 elétron → redução.
    Quem oxida (perde elétron) é o Cu, quem reduz (ganha elétron) é o N.
    Agente redutor = quem doa elétrons = o Cu.
    Agente oxidante = quem aceita elétrons = o N (no HNO₃).

Passo 3

Agora, semi-reações no meio ácido:
Oxidação (perda de elétrons):
Cu(s) ;longrightarrow; Cu^2+ ;+; 2,e^-
Redução (ganho de elétrons):
Começa em HNO3 e vira NO2. Balanceando N e O e adicionando H₂O e H⁺:
HNO3 ;+; e^- ;+; H^+ ;longrightarrow; NO2 ;+; H2O
Checagem rápida:
  • N: 1 → 1
  • O: 3 (em HNO₃) → 2+1 (em NO₂ + H₂O) = 3
  • H: 1(from HNO₃)+1(from H⁺)=2 → 2 (em H₂O)
  • Carga: 0 (HNO₃) –1 (e–)+1 (H⁺)=0 → 0 (NO₂ e H₂O).

Passo 4

Agora igualamos elétrons trocados:
Oxidação solta 2 e⁻, redução consome 1 e⁻. Multiplicamos a semi-reação de redução por 2:
2,l(HNO3 + e^- + H^+ to NO2 + H2Or)
Fica:
2,HNO3 + 2,e^- + 2,H^+ ;longrightarrow; 2,NO2 + 2,H2O
Agora somamos com a oxidação apagando os elétrons que aparecem dos dois lados:
&Cu(s) ;longrightarrow; Cu^2+ + 2,e^- + &2,HNO3 + 2,e^- + 2,H^+ ;longrightarrow; 2,NO2 + 2,H2O Longrightarrow Cu + 2,HNO3 + 2,H^+ ;longrightarrow; Cu^2+ + 2,NO2 + 2,H2O

Passo 5

A gente ainda tem íons H^+ do ácido. Lembra que cada molécula de HNO3 traz 1 H^+ e 1 NO3^-. Então, em vez de escrever “+ 2 HNO₃ + 2 H⁺”, dá pra agrupar tudo em 4 moléculas de HNO3. Assim obtemos a forma molecular mais tradicional:
Cu(s) ;+; 4,HNO3(aq) ;longrightarrow; Cu(NO3)2(aq) ;+; 2,NO2,(g) ;+; 2,H2O(l)

Resposta

A equação balanceada (molecular) é
boxed Cu(s) + 4,HNO3(aq) ;longrightarrow; Cu(NO3)2(aq) + 2,NO2,(g) + 2,H2O(l)
Oxidação: Cu^0toCu^2+ (Cu é agente redutor).
Redução: N^+5toN^+4 no NO₂ (HNO₃ é agente oxidante).

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