Qual elemento é oxidado e qual é reduzido nas seguintes reações?
Passo 1
O enunciado pede: identificar qual elemento é oxidado e qual é reduzido na reação dada. A reação fornecida é
Informações relevantes que temos (retiradas diretamente da equação acima):
- Há um átomo de cálcio metálico na forma elementar
. - Há dois íons
. - Nos produtos aparecem o íon
e uma molécula de gás .
A partir disso devemos decidir, para cada elemento químico envolvido, se ele perdeu elétrons (oxidação) ou ganhou elétrons (redução).
Passo 2
Conceitos básicos que vou usar (explicadinho e mastigado):
- Oxidação é perda de elétrons. Redução é ganho de elétrons. Uma frase fácil de lembrar: “OXida = perde; REDuz = recebe” (ou o clássico “OIL RIG”: Oxidation Is Loss, Reduction Is Gain).
- Outra forma de ver é pelos números de oxidação: quando o número de oxidação de um elemento aumenta, ele foi oxidado; quando diminui, foi reduzido.
Vou aplicar esses conceitos diretamente à reação.
Passo 3
Determinar os estados de oxidação das espécies antes e depois da reação (relembrando as regras básicas):
- Para um elemento na sua forma livre (metal puro como
), o número de oxidação é . - Para o íon
o número de oxidação do hidrogênio é . - Para o íon
o número de oxidação do cálcio é . - Para a molécula
(hidrogênio diatômico na forma elementar), o número de oxidação de cada átomo de hidrogênio é .
Agora escrevo esses números na reação:
Passo 4
Comparei os números de oxidação para cada elemento e vejo as variações:
- Cálcio: vai de
(em ) para (em ). O número de oxidação aumentou de para . - Hidrogênio: cada átomo de hidrogênio vai de
(em ) para (em ). O número de oxidação diminuiu de para .
Pelo critério dos números de oxidação: aumento → oxidação; diminuição → redução. Portanto, cálcio foi oxidado e hidrogênio foi reduzido. Vou agora mostrar a contabilidade de elétrons para ficar bem claro.
Passo 5
Escrever as semi-reações de oxidação e redução (isso mostra explicitamente quem perde e quem ganha elétrons):
- Semi-reação de oxidação (cálcio perde elétrons):
Aqui está explícito: o cálcio libera
elétrons (
), portanto foi oxidado.
- Semi-reação de redução (íons hidrogênio ganham elétrons):
Aqui dois prótons (
) recebem os dois elétrons e formam
; portanto o hidrogênio foi reduzido.
Passo 6
Verificação da conservação de elétrons e estequiometria:
- A semi-reação de oxidação fornece
. - A semi-reação de redução consome
.
Como os números de elétrons coincidem, as semi-reações combinam diretamente e reproduzem a reação global dada. Tudo bate certinho, então a identificação está correta.
Passo 7
Resumo didático final (pra você decorar e usar na prova):
- Procure variação do número de oxidação de cada elemento entre reagentes e produtos.
- Se sobe → elemento foi oxidado (perdeu elétrons); se desce → elemento foi reduzido (ganhou elétrons).
- Alternativamente, escreva as semi-reações e conte os elétrons para ver quem os perdeu e quem os ganhou.
Resposta
Elemento oxidado: cálcio (
).
Elemento reduzido: hidrogênio (espécie que vira
).
Elemento reduzido: hidrogênio (espécie