Nos catalisadores de automóveis, um dos processos que ocorrem é dado pela equação:
Nesse processo:
a) a molécula de CO sofre redução.
b) a molécula de
sofre oxidação.
c) o carbono sofre oxidação passando seu número de oxidação de +2 para +4 .
d) o monóxido de carbono é um agente oxidante.
e) o gás oxigênio é um agente redutor.
a) a molécula de CO sofre redução.
b) a molécula de
c) o carbono sofre oxidação passando seu número de oxidação de +2 para +4 .
d) o monóxido de carbono é um agente oxidante.
e) o gás oxigênio é um agente redutor.
Passo 1
O enunciado dá a reação
e apresenta cinco afirmações (a) a (e). A tarefa é decidir quais dessas afirmações são verdadeiras ou falsas. As afirmações são:
a) a molécula de sofre redução.
b) a molécula de sofre oxidação.
c) o carbono sofre oxidação passando seu número de oxidação de para
.
d) o monóxido de carbono é um agente oxidante.
e) o gás oxigênio é um agente redutor.
a) a molécula de
b) a molécula de
c) o carbono sofre oxidação passando seu número de oxidação de
d) o monóxido de carbono é um agente oxidante.
e) o gás oxigênio é um agente redutor.
Passo 2
O que é preciso fazer: comparar os números de oxidação dos elementos antes e depois da reação para ver quem perde elétrons (oxida) e quem ganha elétrons (reduz). Também precisamos lembrar o que significa ser agente oxidante ou agente redutor:
- Uma espécie é oxidada quando perde elétrons; o seu número de oxidação aumenta.
- Uma espécie é reduzida quando ganha elétrons; o seu número de oxidação diminui.
- O agente redutor é a espécie que reduz outra (ou seja, doa elétrons) — portanto o agente redutor é o que se oxida.
- O agente oxidante é a espécie que oxida outra (ou seja, aceita elétrons) — portanto o agente oxidante é o que se reduz.
Vou te ensinar como atribuir números de oxidação com regras simples e aplicá-las aqui.
Passo 3
Regras práticas para atribuir números de oxidação (versão curta e suficiente para a prova):
- O oxigénio em compostos costuma ter número de oxidação
, salvo em peróxidos ou em combinação com flúor. Aqui não há peróxidos, então usamos para oxigênio ligado a carbono. - Um elemento na forma molecular diatômica (por exemplo
) tem número de oxidação . - A soma dos números de oxidação dos átomos em uma molécula neutra é
. Em íons, é igual à carga do íon.
Essas três regras bastam para resolver esta questão.
Passo 4
Aplicando a regra ao
(monóxido de carbono):
- A molécula
é neutra, então a soma dos números de oxidação de e é . - Sabemos que, quando ligado ao carbono, o oxigénio tem usualmente número de oxidação
. Então seja o número de oxidação do carbono em . Temos
- Daí
. Conclusão: o carbono em tem número de oxidação .
Observação didática rápida: essa conta é simples e típica na prova: soma dos NOX = carga da molécula (aqui 0).
Passo 5
Agora aplique ao
(dióxido de carbono):
- A molécula
é neutra. Seja o número de oxidação do carbono. Cada oxigénio vale , e há dois oxigénios, então
- Logo
e . Conclusão: o carbono em tem número de oxidação .
Passo 6
Compare antes e depois para o carbono:
- Em
o carbono estava com . - Em
o carbono ficou com .
O número de oxidação do carbono aumentou depara . Pelo que vimos nas regras, aumento do número de oxidação significa perda de elétrons, isto é, o carbono sofreu oxidação. Em termos de elétrons, o carbono perdeu elétrons (passou efetivamente de um estado com 2 elétrons a menos para um com 4 elétrons a menos, diferença de 2 elétrons por átomo de carbono).
Passo 7
Agora identifiquemos o que aconteceu com o oxigénio:
- O
na forma elementar tem número de oxidação . - No
o oxigénio tem número de oxidação .
Logo o oxigénio passou depara : o seu número de oxidação diminuiu, portanto o oxigénio foi reduzido (ganhou elétrons).
Conclusões sobre agentes:
- A espécie que se oxida (no caso o carbono/
) é o agente redutor, porque doa elétrons. Portanto é agente redutor, não agente oxidante. - A espécie que se reduz (no caso
) é o agente oxidante, porque aceita elétrons. Portanto é agente oxidante, não agente redutor.
Passo 8
Agora avalio cada alternativa com base nas conclusões:
a) “a molécula de sofre redução.” — falso. Pelo passo 6
sofre oxidação.
b) “a molécula de sofre oxidação.” — falso. Pelo passo 7
sofre redução.
c) “o carbono sofre oxidação passando seu número de oxidação de para
.” — verdadeiro. Vimos isso explicitamente nos passos 4–6.
d) “o monóxido de carbono é um agente oxidante.” — falso. se oxida, portanto é agente redutor.
e) “o gás oxigênio é um agente redutor.” — falso. se reduz, portanto é agente oxidante.
a) “a molécula de
b) “a molécula de
c) “o carbono sofre oxidação passando seu número de oxidação de
d) “o monóxido de carbono é um agente oxidante.” — falso.
e) “o gás oxigênio é um agente redutor.” — falso.
Resposta
c)