Classifique as semirreações como sendo de oxidação ou redução:
g) \mathrm{NH}_{4}{ }^{+}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{N}_{2}(\mathrm{~g})

Passo 1

O enunciado pede que eu classifique a semirreação
\mathrm{NH}_{4}^{+}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{N}_{2}(\mathrm{g})
como sendo de oxidação ou de redução. As informações dadas são: a espécie reagente é o íon amônio \mathrm{NH}_{4}^{+} e o produto é o nitrogênio molecular \mathrm{N}_{2}.

Passo 2

Como a semirreação envolve mudança no estado químico do nitrogênio, a maneira clássica e direta de decidir se há oxidação ou redução é calcular o número de oxidação (NOX) do nitrogênio antes e depois da transformação e comparar. Vou explicar o que é número de oxidação e as regras básicas para calculá‑lo, passo a passo e com exemplos simples, para você poder aplicar na prova sem medo.
O que é número de oxidação (NOX)?
  • O NOX é um número que representa, de forma formal, a carga que um átomo “teria” se todos os elétrons das ligações fossem atribuídos ao átomo mais eletronegativo. Não é sempre uma carga real, mas é uma ferramenta para rastrear transferência de elétrons.
Regras básicas usadas aqui (as mais importantes para exercícios de prova):
  1. O NOX de um átomo em sua forma elementar (por exemplo \mathrm{O}_2, \mathrm{N}_2, \mathrm{H}_2) é 0.
  2. Para um íon monoatômico, o NOX é igual à carga do íon (por exemplo \mathrm{Na}^+ tem NOX +1).
  3. Em compostos, o hidrogênio ligado a não metais normalmente tem NOX +1.
  4. Em compostos, o oxigênio normalmente tem NOX -2.
  5. A soma algébrica dos NOX de todos os átomos de uma espécie neutra é 0; para um íon é igual à carga do íon.
Exemplo rápido de aplicação: em \mathrm{H}_2\mathrm{O}, cada H tem NOX +1 (regra 3), então O deve ser -2 para a soma ser 0.

Passo 3

Agora aplico essas regras para encontrar o NOX do nitrogênio no reagente \mathrm{NH}_{4}^{+}.
  • Chamo o NOX do nitrogênio de x.
  • Cada hidrogênio tem NOX +1 (regra 3).
  • A soma dos NOX dos átomos na molécula deve ser igual à carga do íon, que aqui é +1.
Escrevo a equação usando essas informações:
x + 4\cdot(+1) = +1.
Resolvendo:
x + 4 = 1 \implies x = 1 - 4 = -3.
Portanto, o NOX do nitrogênio em \mathrm{NH}_{4}^{+} é -3.

Passo 4

Agora determino o NOX do nitrogênio no produto \mathrm{N}_{2}.
  • \mathrm{N}_{2} é uma molécula formada por dois átomos iguais (forma elementar diatômica).
  • Pela regra 1, o NOX do nitrogênio em \mathrm{N}_{2} é 0.
Então o NOX do nitrogênio no produto é 0.

Passo 5

Compare os NOX antes e depois e interprete:
  • NOX do N em \mathrm{NH}_{4}^{+}: -3.
  • NOX do N em \mathrm{N}_{2}: 0.
O NOX aumentou de -3 para 0. Um aumento no número de oxidação significa perda de elétrons — isto é exatamente a definição de oxidação. (Se o NOX tivesse diminuído, seria redução — ganho de elétrons.)
Posso também quantificar os elétrons perdidos: cada átomo de N foi de -3 para 0, ou seja, perdeu 3 elétrons. Como \mathrm{N}_2 tem dois átomos de N, a formação de \mathrm{N}_2 a partir de dois nitrogênios com NOX -3 implicaria perda total de 6 elétrons. Isso confirma que, como semirreação, trata‑se de uma oxidação (há perda de elétrons).

Passo 6

Resumo prático para a prova: calcule NOX antes e depois; se NOX aumenta → oxidação; se NOX diminui → redução. Aqui o nitrogênio vai de -3 para 0, então é oxidação. Você consegue — respira fundo e confia no passo a passo!

Resposta

g) oxidação

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