4- Determine o estado de oxidação do enxofre em cada um dos seguintes compostos e íon: a) \mathrm{H}_{2} \mathrm{~S}, b) \mathrm{S}_{8}, c) \mathrm{SCl}_{2}, d) \mathrm{Na}_{2} \mathrm{SO}_{3}, e) \mathrm{SO}_{4}{ }^{2-}. pág. 117.

Passo 1

O enunciado pede para determinar o estado de oxidação do enxofre em cada um dos seguintes compostos/íon:
a) \mathrm{H}_2\mathrm{S}
b) \mathrm{S}_8
c) \mathrm{SCl}_2
d) \mathrm{Na}_2\mathrm{SO}_3
e) \mathrm{SO}_4^{2-}
Informações relevantes dadas pelo enunciado: as fórmulas químicas de cada espécie (acima). Não há outras informações adicionais (como estruturas), portanto usaremos as regras usuais de números de oxidação para cada átomo na fórmula.

Passo 2

Vamos aprender (direto e prático) o que são e como atribuir números de oxidação — isso é essencial para a prova.
  • Definição curta e útil: o número de oxidação (n.o.) de um átomo em uma espécie é a carga elétrica “formal” que o átomo teria se todos os elétrons de ligação fossem atribuídos ao átomo mais eletronegativo. Na prática usamos regras para atribuir valores sem redesenhar elétrons sempre.
  • Regra fundamental: a soma algébrica dos números de oxidação de todos os átomos em uma molécula neutra é 0. Para um íon, a soma é igual à carga do íon.
  • Regras usuais que vamos usar:
    • Elementos no estado simples (como \mathrm{S}_8, \mathrm{O}_2, \mathrm{H}_2) têm n.o. igual a \,0.
    • Alcalinos (grupo 1, ex.: \mathrm{Na}) têm n.o. +1 em compostos.
    • Alcalino-terrosos (grupo 2) têm n.o. +2.
    • Hidrogênio ligado a não-metais tem n.o. +1 (exceto hidretos metálicos onde é -1).
    • Oxigênio em compostos (exceto peróxidos) tem n.o. -2.
    • Halogênios (Cl, Br, I) geralmente têm n.o. -1 quando ligados a átomos menos eletronegativos (como H ou S) — atenção a exceções, mas aqui usaremos -1 para Cl.
  • Método prático: atribui-se n.o. conhecidos (H, O, Na, Cl), escreve-se a soma algébrica incluindo o n.o. desconhecido do enxofre e resolve-se para ele.
Agora aplicamos isso passo a passo a cada espécie.

Passo 3

Cálculo para \mathrm{H}_2\mathrm{S}.
  • Sabemos, pela regra, que hidrogênio ligado a não-metal tem n.o. +1. Então cada \mathrm{H} tem +1.
  • Se chamarmos o n.o. do enxofre de x, a soma dos n.os. na molécula neutra deve ser 0. Escrevemos:
2\cdot(+1)+x=0.
  • Calculando:
2 + x = 0 \quad\Rightarrow\quad x = -2.
  • Conclusão: o enxofre em \mathrm{H}_2\mathrm{S} tem n.o. -2.
    Dica prática para prova: sempre comece atribuindo os n.os. conhecidos (H, O, metais) e resolva a equação simples.

Passo 4

Cálculo para \mathrm{S}_8.
  • \mathrm{S}_8 é o elemento enxofre no seu estado elemental (uma molécula formada por oito átomos iguais).
  • Regra: todo átomo de um elemento puro tem n.o. 0.
  • Portanto cada átomo de enxofre em \mathrm{S}_8 tem n.o. 0.
    Observação útil: isso vale para \mathrm{O}_2, \mathrm{N}_2, metais puros, etc.

Passo 5

Cálculo para \mathrm{SCl}_2.
  • Cloro em compostos com menos eletronegativos geralmente tem n.o. -1. Aqui temos dois Cl.
  • Seja x o n.o. do enxofre. A molécula é neutra, logo:
x + 2\cdot(-1) = 0.
  • Calculando:
x - 2 = 0 \quad\Rightarrow\quad x = +2.
  • Conclusão: o enxofre em \mathrm{SCl}_2 tem n.o. +2.
    Sugestão: se vir halogênio ligado a um não-metal, pense primeiro em -1 para o halogênio (salvo exceções).

Passo 6

Cálculo para \mathrm{Na}_2\mathrm{SO}_3.
  • Sódio ( \mathrm{Na}) é metal do grupo 1, então cada átomo tem n.o. +1.
  • Oxigênio em óxidos/sais (não peróxidos) tem n.o. -2. Aqui há três oxigênios.
  • Seja x o n.o. do enxofre. A molécula é neutra, então:
2\cdot(+1) + x + 3\cdot(-2) = 0.
  • Calculando passo a passo:
2 + x - 6 = 0,
x - 4 = 0 \quad\Rightarrow\quad x = +4.
  • Conclusão: o enxofre em \mathrm{Na}_2\mathrm{SO}_3 tem n.o. +4.
    Comentário: \mathrm{SO}_3^{2-} (íon sulfito) também tem S em +4; \mathrm{Na}_2\mathrm{SO}_3 é o sal correspondente.

Passo 7

Cálculo para \mathrm{SO}_4^{2-}.
  • Aqui temos um íon com carga -2. Oxigênio tem n.o. -2 e há quatro oxigênios.
  • Seja x o n.o. do enxofre. A soma dos n.os. deve ser igual à carga do íon ( -2):
x + 4\cdot(-2) = -2.
  • Calculando:
x - 8 = -2,
x = -2 + 8 = +6.
  • Conclusão: o enxofre no íon \mathrm{SO}_4^{2-} (sulfato) tem n.o. +6.
    Lembrete de prova: sulfato é \mathrm{S} em +6, sulfito em +4, tiossais e reações redox costumam usar isso.

Resposta

a) -2
b) 0
c) +2
d) +4
e) +6