Cada uma das seguintes equações de oxirredução balanceadas, identifique os elementos que sofrem variações no número de oxidação e indique o valor da variação em cada caso.
Passo 1
O enunciado dá a equação balanceada
O que se pede:
- Identificar os elementos que sofrem variação no número de oxidação entre reagentes e produtos.
- Indicar o valor da variação do número de oxidação para cada um desses elementos.
Informações relevantes fornecidas pelo enunciado:
- Há mercúrio na forma iônica
e mercúrio elementar . - Há hidrazina
como reagente e como produto. - Aparecem íons
como produto. - A equação já está balanceada.
Passo 2
Regras básicas para atribuir número de oxidação (explicação didática):
- O número de oxidação (n.o.) de um átomo em uma espécie é uma “conta fictícia” que ajuda a seguir elétrons em reações redox.
- Regras úteis que vamos usar:
- O n.o. de um elemento no estado elemental é
. - O n.o. de um íon monoatômico é igual à sua carga (por exemplo, para
o n.o. de Hg é ). - Em compostos, o hidrogênio costuma ter n.o.
(exceto em hidretos metálicos). - A soma dos números de oxidação dos átomos numa espécie deve ser igual à carga total da espécie (por exemplo, em uma molécula neutra a soma é
; em um íon, é a carga do íon).
- O n.o. de um elemento no estado elemental é
Exemplo rápido (aplicado depois): em
, cada H é
e O é
porque
.
Passo 3
Atribuir números de oxidação a cada átomo nas espécies envolvidas (passo a passo).
- Mercúrio iônico e elementar:
- Em
o n.o. de Hg é, por regra, igual à carga: .
Portanto,. - Em
, mercúrio está no estado elemental, logo
.
- Hidrazina
:
- A molécula é neutra, logo a soma dos n.o. dos átomos é
. - Cada hidrogênio vale aproximadamente
(regra do hidrogênio). - Se chamarmos
o n.o. de cada átomo de nitrogênio em , então Resolvendo: Portanto, (cada N).
- Nitrogênio molecular
:
- Em
o nitrogênio está no estado elemental, então
.
- Íon hidrogênio
:
- Por definição,
.
Passo 4
Determinar as variações (diferença entre produto e reagente) e interpretar como oxidação ou redução.
- Mercúrio:
- Inicialmente:
em . - Finalmente:
em . - Variação por átomo:
O sinal negativo indica que o mercúrio foi reduzido (ganhou elétrons). Cada átomo de Hg ganha elétrons. - Como há
átomos de , o ganho total de elétrons é elétrons.
- Nitrogênio:
- Inicialmente:
em (cada átomo de N). - Finalmente:
em . - Variação por átomo:
O sinal positivo indica que o nitrogênio foi oxidado (perdeu elétrons). Cada átomo de N perde elétrons. - Na molécula
há átomos de N, logo a perda total de elétrons é elétrons.
- Hidrogênio:
- Em
cada H tem n.o. ; em o n.o. é . - Variação:
Portanto o hidrogênio não muda seu número de oxidação nesta reação.
Passo 5
Conferência de conservação de elétrons (cheque rápido):
- Total de elétrons perdidos por N:
. - Total de elétrons ganhos por Hg:
. - Como perdas = ganhos, o balanceamento eletrônico está consistente com a equação dada.
Resposta
Hg:
; variação do número de oxidação
por átomo (redução; ganho de
elétrons por átomo;
elétrons no total).\n
N: N em
N em
; variação do número de oxidação
por átomo (oxidação; perda de
elétrons por átomo;
elétrons no total).
N: N em