Determine o Nox de cada elemento quimico apresentado a seguir e classifique as transformaçōes representadas como processos de oxidação ou de redução.
\mathrm{TiO}_{2}(\mathrm{~s})+2 \mathrm{Cl}_{2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{TiCl}_{4}(\mathrm{l})+\mathrm{O}_{2}(\mathrm{~g})

Passo 1

O enunciado nos dá a reação
\mathrm{TiO}_{2}(\mathrm{s}) + 2\,\mathrm{Cl}_{2}(\mathrm{g}) \longrightarrow \mathrm{TiCl}_{4}(\mathrm{l}) + \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g})
e pede (a) o número de oxidação de cada elemento em cada substância e (b) a classificação dos processos de oxidação/redução. Para isso, vamos usar as regras básicas de Nox:
  1. Em substâncias elementares (Cl _2, O _2) o Nox é 0.
  2. Em compostos, a soma algébrica dos Nox é igual à carga do composto (aqui todos são neutros, soma zero).
  3. Oxigênio costuma ter Nox -2, cloro em compostos costuma ter Nox -1.

Passo 2

Calcular o Nox em cada reagente:
  • Em \mathrm{TiO}_{2}, seja x o Nox do Ti. Temos
x + 2\cdot(-2) = 0
logo
x = +4.
Portanto, em \mathrm{TiO}_{2}:
\mathrm{Ti} tem Nox +4 e cada \mathrm{O} tem Nox -2.
  • Em \mathrm{Cl}_{2} (espécie elementar), cada átomo de Cl tem Nox 0.

Passo 3

Calcular o Nox em cada produto:
  • Em \mathrm{TiCl}_{4}, seja y o Nox do Ti. Como cada Cl é -1,
y + 4\cdot(-1) = 0
logo
y = +4.
Portanto, em \mathrm{TiCl}_{4}:
\mathrm{Ti} tem Nox +4 e cada \mathrm{Cl} tem Nox -1.
  • Em \mathrm{O}_{2} (espécie elementar), cada átomo de O tem Nox 0.

Passo 4

Comparar as mudanças de Nox para ver quem foi oxidado e quem foi reduzido:
  • \mathrm{Ti}\colon +4 \to +4. Não muda, não participa da oxirredução.
  • \mathrm{O}\colon -2 \to 0. Houve aumento de Nox (perda de elétrons): oxidação.
  • \mathrm{Cl}\colon 0 \to -1. Houve diminuição de Nox (ganho de elétrons): redução.

Resposta

Valores de Nox:
TiO _2: \mathrm{Ti}(+4), \mathrm{O}(-2)
Cl _2: \mathrm{Cl}(0)
TiCl _4: \mathrm{Ti}(+4), \mathrm{Cl}(-1)
O _2: \mathrm{O}(0)
Reações parciais:
Oxidação: \mathrm{O}^{2-} \to \mathrm{O}^{0}
Redução: \mathrm{Cl}^{0} \to \mathrm{Cl}^{-1}

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