Calcule os estados de oxidação para os elementos contidos nos seguintes compostos.
\text { NOXNtfNoro }=0 \quad \mathrm{NO}_{2}, \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}, \mathrm{H}_{3} \mathrm{PO}_{4}, \mathrm{KOH}, \mathrm{KMnO}_{4}, \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}, \mathrm{H}_{2} \mathrm{~S} \text {. }
2 \cdot(-2)=0

Passo 1

O enunciado pede para eu calcular os estados de oxidação (números de oxidação) dos elementos presentes nos seguintes compostos:
\mathrm{NO}_{2},\\ \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3},\\ \mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4},\\ \mathrm{KOH},\\ \mathrm{KMnO}_{4},\\ \mathrm{H}_{2}\mathrm{O},\\ \mathrm{H}_{2}\mathrm{S}.
Informações dadas implicitamente: todos os compostos são neutros (não aparecem cargas totais diferentes de zero).

Passo 2

Vamos recapitular as regras mais úteis e o método passo a passo antes de aplicar em cada composto:
  • Regra do somatório: a soma algébrica dos números de oxidação (n.o.) de todos os átomos de uma espécie neutra é 0. Para íons, a soma é igual à carga do íon.
  • Regras práticas frequentemente usadas:
    • O estado de oxidação de \mathrm{O} na maioria dos compostos é -2 (exceto peróxidos, onde é -1, e ligado a \mathrm{F}, onde pode ser positivo).
    • O estado de oxidação de \mathrm{H} ligado a não-metais é +1; ligado a metais (hidretos) é -1.
    • Metais alcalinos ( \text{grupo 1}) têm n.o. +1; metais alcalino-terrosos ( \text{grupo 2}) têm n.o. +2.
    • Flúor ( \mathrm{F}) é sempre -1.
  • Método: para cada composto, atribuir os n.o. conhecidos ( \mathrm{O}=-2,\\ \mathrm{H}=+1, etc.), chamar de x o n.o. desconhecido do elemento que queremos e resolver a equação da soma igual a 0.
    Exemplo genérico (display):
\sum (\text{n.o.}) = 0.

Passo 3

Composto \mathrm{NO}_{2}.
  • Sabe-se que cada oxigênio tem n.o. -2.
  • Chamo o n.o. do nitrogênio de x.
  • Escrevo a equação da soma (molécula neutra):
x + 2\cdot(-2) = 0.
  • Resolvo:
x - 4 = 0 \quad\Rightarrow\quad x = +4.
Portanto, em \mathrm{NO}_{2}: \mathrm{N}=+4 e \mathrm{O}=-2.

Passo 4

Composto \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3}.
  • Cada oxigênio tem n.o. -2.
  • Chamo o n.o. do alumínio de x. Há 2 átomos de Al.
  • Soma:
2\cdot x + 3\cdot(-2) = 0.
  • Resolvo:
2x - 6 = 0 \quad\Rightarrow\quad x = +3.
Portanto, em \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3}: \mathrm{Al}=+3 e \mathrm{O}=-2.

Passo 5

Composto \mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4}.
  • Cada hidrogênio ligado a não-metal tem n.o. +1.
  • Cada oxigênio tem n.o. -2.
  • Chamo o n.o. do fósforo de x.
  • Soma:
3\cdot(+1) + x + 4\cdot(-2) = 0.
  • Resolvo:
3 + x - 8 = 0 \quad\Rightarrow\quad x - 5 = 0 \quad\Rightarrow\quad x = +5.
Portanto, em \mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4}: \mathrm{H}=+1, \mathrm{P}=+5, \mathrm{O}=-2.

Passo 6

Composto \mathrm{KOH}.
  • Potássio ( \mathrm{K}) é metal do grupo 1 → n.o. +1.
  • Oxigênio em hidróxidos é normalmente -2.
  • Hidrogênio ligado a não-metal é +1.
  • Conferindo a soma:
(+1) + (-2) + (+1) = 0.
Portanto, em \mathrm{KOH}: \mathrm{K}=+1, \mathrm{O}=-2, \mathrm{H}=+1.

Passo 7

Composto \mathrm{KMnO}_{4}.
  • Potássio ( \mathrm{K}) tem n.o. +1.
  • Cada oxigênio tem n.o. -2.
  • Chamo o n.o. do manganês de x.
  • Soma:
(+1) + x + 4\cdot(-2) = 0.
  • Resolvo:
1 + x - 8 = 0 \quad\Rightarrow\quad x - 7 = 0 \quad\Rightarrow\quad x = +7.
Observação rápida: o íon \mathrm{MnO}_{4}^{-} (permanganato) tem carga -1; aí x + 4(-2) = -1 leva ao mesmo x=+7.
Portanto, em \mathrm{KMnO}_{4}: \mathrm{K}=+1, \mathrm{Mn}=+7, \mathrm{O}=-2.

Passo 8

Composto \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.
  • Hidrogênio =+1 (cada).
  • Chamo o n.o. do oxigênio de x.
  • Soma:
2\cdot(+1) + x = 0.
  • Resolvo:
2 + x = 0 \quad\Rightarrow\quad x = -2.
Portanto, em \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}: \mathrm{H}=+1, \mathrm{O}=-2.

Passo 9

Composto \mathrm{H}_{2}\mathrm{S}.
  • Hidrogênio =+1 (cada) quando ligado a não-metal.
  • Chamo o n.o. do enxofre de x.
  • Soma:
2\cdot(+1) + x = 0.
  • Resolvo:
2 + x = 0 \quad\Rightarrow\quad x = -2.
Portanto, em \mathrm{H}_{2}\mathrm{S}: \mathrm{H}=+1, \mathrm{S}=-2.

Resposta

\mathrm{NO}_{2}:\\ \mathrm{N}=+4,\\ \mathrm{O}=-2
\mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3}:\\ \mathrm{Al}=+3,\\ \mathrm{O}=-2
\mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4}:\\ \mathrm{H}=+1,\\ \mathrm{P}=+5,\\ \mathrm{O}=-2
\mathrm{KOH}:\\ \mathrm{K}=+1,\\ \mathrm{O}=-2,\\ \mathrm{H}=+1
\mathrm{KMnO}_{4}:\\ \mathrm{K}=+1,\\ \mathrm{Mn}=+7,\\ \mathrm{O}=-2
\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}:\\ \mathrm{H}=+1,\\ \mathrm{O}=-2
\mathrm{H}_{2}\mathrm{S}:\\ \mathrm{H}=+1,\\ \mathrm{S}=-2

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