Considere as seguintes equações químicas:
l)
II)
III)
É possível exemplificar reação de oxidação-redução através de:
a) I, somente
b) II, somente
c) III, somente
d) I e II, somente
l)
II)
III)
a) I, somente
b) II, somente
c) III, somente
d) I e II, somente
Passo 1
Enunciado e dados fornecidos. Temos as três equações químicas abaixo e a pergunta de qual(is) delas exemplificam reação de oxidação‑redução (redox):
A pergunta é: quais dessas equações representam reações de oxidação‑redução? As alternativas dadas no enunciado são: (a) I somente; (b) II somente; (c) III somente; (d) I e II somente.
Passo 2
Escolha do método para identificar redox. Vou usar o método dos números de oxidação (NOx), porque é direto, elementar e permite ver claramente quem perde e quem ganha elétrons. O método consiste em atribuir a cada átomo um número de oxidação antes e depois da reação; se um átomo tem aumento no NOx (fica mais positivo) ele foi oxidado (perdeu elétrons); se tem diminuição no NOx (fica mais negativo) ele foi reduzido (ganhou elétrons). Regras e aplicação seguem nos próximos passos.
Passo 3
Regras básicas para atribuir números de oxidação (explicação didática e com exemplos simples):
- Átomos em sua forma elementar têm número de oxidação
. Ex.: (grafite), (metal), , têm NOx . - Para íons monoatômicos, o NOx é igual à carga do íon. Ex.:
tem NOx . - Em compostos, algumas regras usuais:
- Oxigênio costuma ter NOx
(exceto peróxidos, compostos com flúor, etc.). Ex.: em , é . - Hidrogênio ligado a não metais costuma ser
; ligado a metais (hidretos) é . - A soma dos NOx dos átomos em uma molécula neutra é
; em um íon equivale à carga do íon.
- Oxigênio costuma ter NOx
- Com essas regras conseguimos determinar o NOx de cada átomo nos reagentes e nos produtos e comparar.
Passo 4
Análise da reação I passo a passo:
- Em
: uso a regra do oxigênio . Há três oxigênios totalizando . A soma dos dois ferro deve ser , então cada tem NOx . Logo em , . - Carbono sólido
elemental tem NOx . - Em
(produto), elemento livre, . - Em
: (dois oxigênios total ), para molécula neutra o deve ser . Logo em .
Comparando NOx: - Ferro:
. Houve diminuição do NOx ferro foi reduzido (ganhou elétrons). - Carbono:
. Houve aumento do NOx carbono foi oxidado (perdeu elétrons).
Conclusão: há transferência de elétrons (C oxida, Fe reduz). Portanto a reação I é uma reação de oxidação‑redução.
Passo 5
Análise da reação II passo a passo:
- Em
: com , para molécula neutra . -
elemental tem NOx . -
metálico produto tem NOx . - Em
: e .
Comparando NOx: - Cobre:
. Diminuição do NOx cobre é reduzido (ganha elétrons). - Hidrogênio:
. Aumento do NOx hidrogênio é oxidado (perde elétrons).
Conclusão: ocorre transferência de elétrons entree . Portanto a reação II é reação de oxidação‑redução.
Passo 6
Análise da reação III passo a passo:
- Em
: e . - Em
: (cada) e . - Em
(produto): oxigênio na forma elementar tem NOx . - Em
(glicose): aplico a regra da soma dos NOx para a molécula neutra. Chamo o NOx médio do carbono de . Temos
Calculo:
Portanto o NOx médio do carbono na glicose é
.
Comparando NOx:
Comparando NOx:
- Carbono:
. Houve diminuição do NOx médio carbono foi reduzido (ganhou elétrons). - Oxigênio vindo de
: . Houve aumento do NOx oxigênio foi oxidado (perdeu elétrons).
Observação didática: alguns átomos de carbono em glicose têm NOx distintos, mas o balanço médio mostra redução do carbono proveniente de; o oxigênio que estava em água é oxidado a . Portanto há transferência líquida de elétrons.
Conclusão: a reação III é uma reação de oxidação‑redução (é o processo global da fotossíntese: redução dea glicose e oxidação de a ).
Passo 7
Resumo final e interpretação do comportamento elétronico:
- Reação I: carbono é oxidado (
), ferro é reduzido ( ). É redox. - Reação II: hidrogênio é oxidado (
), cobre é reduzido ( ). É redox. - Reação III: carbono é reduzido (
médio), oxigênio (de água) é oxidado ( ). É redox.
Logo, todas as três equações representam reações de oxidação‑redução.
Resposta
I, II e III