Calcule o número de oxidação do cloro nos compostos:
a) HCl
b) HClO
c) HClO 2
d)
e)
a) HCl
b) HClO
c) HClO 2
d)
e)
Passo 1
O que o enunciado pede: calcular o número de oxidação do cloro em cada um dos compostos abaixo:
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
Informações relevantes dadas (as fórmulas dos compostos acima). Não há carga total indicada além da neutralidade dos compostos escritos (todos parecem ser compostos neutros).
Passo 2
Regras básicas e úteis para número de oxidação (vou explicar cada uma devagarinho):
- O número de oxidação (n.o.) é um valor fictício que nos ajuda a controlar elétrons em ligações. Usamos regras práticas para determiná-lo.
- Regra de soma: em uma espécie neutra, a soma dos números de oxidação de todos os átomos é
. Em um íon, a soma é igual à carga do íon. - Alguns valores comuns que vamos usar aqui:
- Para o hidrogênio ligado a não metais, o n.o. do
é . Vou adotar isso, porque em todos os compostos dados o hidrogênio está ligado a oxigênio ou cloro (não hidretos metálicos). - Para o oxigênio na grande maioria dos compostos (exceto peróxidos, superóxidos e ligações com flúor), o n.o. do
é . - Metais alcalino-terrosos (como
) têm n.o. típico ; alumínio ( ) tem n.o. típico . Essas afirmações vêm da posição dos elementos na tabela periódica e são usadas frequentemente em exercícios.
- Para o hidrogênio ligado a não metais, o n.o. do
- Quando faltar alguma informação, formamos uma equação usando a soma dos n.o. = carga total e resolvemos para o n.o. desconhecido.
Passo 3
Como montar as equações na prática (exemplo genérico): se eu tenho um composto neutro e sei os n.o. de alguns átomos, escrevo uma soma do tipo
Se houver um íon com carga
, então
Vou aplicar essa ideia diretamente em cada item.
Passo 4
Item (a)
.
Sabemos que o n.o. do é
. Seja
o n.o. do cloro. Como a molécula é neutra, a soma é
. Montamos:
Sabemos que o n.o. do
Resolvendo,
Portanto, no
o cloro tem n.o.
.
Passo 5
Item (b)
.
Valores que usamos: é
, cada
é
. Seja
o n.o. do cloro. Soma em composto neutro:
Valores que usamos:
Simplificando,
Logo, no
o cloro tem n.o.
.
Passo 6
Item (c)
.
Usamos e cada
. Há dois oxigênios, então contribuição dos oxigênios é
. Seja
o n.o. do cloro. Soma:
Usamos
Então
Portanto, em
o cloro tem n.o.
.
Passo 7
Item (d)
.
Observações iniciais: é metal alcalino-terroso com n.o.
(regra prática). Cada grupo
contém um cloro (n.o.
) e três oxigênios (cada um
), então o n.o. total do grupo
é
. O composto é neutro, então a soma das contribuições é
. Há dois grupos
. Montamos a equação:
Observações iniciais:
Desenvolvendo:
Logo, no
(ion clorato) o cloro está em
, e portanto em
o cloro tem n.o.
.
Passo 8
Item (e)
.
Observações iniciais: tem n.o.
. Cada grupo
tem um cloro (n.o.
) e quatro oxigênios (cada
), então o n.o. do grupo é
. Há três desses grupos; o composto neutro implica:
Observações iniciais:
Resolvendo:
Assim, no
(perclorato) o cloro está em
, e em
o cloro tem n.o.
.
Passo 9
Pequena checagem de sentido: os resultados
seguem a tendência de oxidação progressiva do cloro conforme aumenta o número de oxigênios ligados (mais oxigênios => cloro em estado de oxidação mais positivo). Isso é compatível com química básica e com os nomes comuns (por exemplo,
é clorato,
é perclorato, com cloro em altos estados de oxidação).
Resposta
a)
b)
c)
d)
e)
b)
c)
d)
e)