Qual elemento é oxidado e qual é reduzido nas seguintes reações?
\mathrm{Mg}_{(\mathrm{aq})}+2 \mathrm{HCl}_{(\mathrm{aq})} \rightarrow \mathrm{MgCl}_{2(\mathrm{~s})}+\mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})}

Passo 1

O enunciado pergunta qual elemento é oxidado e qual é reduzido na reação abaixo. Informações dadas:
\mathrm{Mg}_{(\mathrm{aq})}+2\,\mathrm{HCl}_{(\mathrm{aq})}\rightarrow \mathrm{MgCl}_{2(\mathrm{~s})}+\mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})}
Dados relevantes extraídos do enunciado:
  • Reagentes: \mathrm{Mg} (apresentado como aquoso no enunciado), \mathrm{HCl} (aquoso).
  • Produtos: \mathrm{MgCl}_2 (sólido segundo o enunciado), \mathrm{H}_2 (gasoso).
  • Este é um processo redox: pergunta-se qual elemento perde elétrons (é oxidado) e qual ganha elétrons (é reduzido).

Passo 2

Vamos aprender como atribuir números de oxidação (NOX) — é a ferramenta que usamos para identificar oxidação e redução.
Regras essenciais (explicadas de forma simples):
  • Um elemento no seu estado livre (forma elemental) tem número de oxidação \,0.
  • Para íons monoatômicos, o NOX é igual à carga do íon (por exemplo, \mathrm{Na}^+ tem NOX +1).
  • Hidrogênio ligado a não metais costuma ter NOX +1; quando ligado a metais (hidretos) pode ser -1.
  • Cloro em compostos simples costuma ter NOX -1 (exceto em compostos com oxigênio ou flúor).
  • A soma dos NOX de todos os átomos numa molécula neutra é 0; numa espécie carregada é igual à carga.
    Exemplo rápido: em \mathrm{HCl}, a soma do NOX de \mathrm{H} e \mathrm{Cl} deve ser 0. Se \mathrm{Cl} costuma ser -1, então \mathrm{H} é +1.

Passo 3

Atribuindo NOX aos reagentes usando as regras:
  • \mathrm{Mg} na sua forma elementar tem NOX \,0. Escrevo:
\mathrm{NOX}(\mathrm{Mg\,(in\\ element)})=0
  • Em \mathrm{HCl}: como expliquei acima, \mathrm{Cl} costuma ter -1, então \mathrm{H} tem +1. Escrevo:
\mathrm{NOX}(\mathrm{H\\ in\\ HCl})=+1,\qquad \mathrm{NOX}(\mathrm{Cl\\ in\\ HCl})=-1

Passo 4

Atribuindo NOX aos produtos:
  • Em \mathrm{MgCl}_2: o composto é neutro, e cada \mathrm{Cl} é normalmente -1. Como há dois \mathrm{Cl}, a soma dos \mathrm{Cl} é -2. Para a soma total ser 0, o \mathrm{Mg} deve ser +2. Escrevo:
\mathrm{NOX}(\mathrm{Mg\\ in\\ MgCl_2})=+2,\qquad \mathrm{NOX}(\mathrm{Cl\\ in\\ MgCl_2})=-1
  • Em \mathrm{H}_2 (gás diatômico): elemento na forma elementar tem NOX 0. Escrevo:
\mathrm{NOX}(\mathrm{H\\ in\\ H_2})=0

Passo 5

Comparando NOX antes e depois para ver quem perdeu ou ganhou elétrons:
  • Magnésio:
\mathrm{Mg}:\quad 0 \longrightarrow +2
O NOX aumentou de 0 para +2. Aumentar o número de oxidação significa perda de elétrons → oxidação. Interpretando em elétrons:
\mathrm{Mg} \rightarrow \mathrm{Mg}^{2+} + 2\,e^-
  • Hidrogênio (dos \mathrm{HCl}, ou melhor dos íons \mathrm{H}^+ que estavam implicitamente no ácido):
\mathrm{H}:\quad +1 \longrightarrow 0
O NOX diminuiu de +1 para 0. Diminuir o número de oxidação significa ganho de elétrons → redução. Interpretando em elétrons (duas unidades para balancear):
2\,\mathrm{H}^+ + 2\,e^- \rightarrow \mathrm{H}_2
Note que o cloro tem NOX -1 tanto em reagente quanto em produto, logo não muda seu NOX e é um espectador nesta reação.

Passo 6

Mostrando as meias-reações (metade-reações) para visualizar a troca de elétrons:
  • Meia-oxidação (perda de elétrons):
\mathrm{Mg} \rightarrow \mathrm{Mg}^{2+} + 2\,e^-
  • Meia-redução (ganho de elétrons):
2\,\mathrm{H}^+ + 2\,e^- \rightarrow \mathrm{H}_2
Somando-as (elétrons se cancelam) recuperamos a equação global dada.

Passo 7

Conclusão explicada de forma direta e encorajadora:
  • Quem aumenta seu NOX (perde elétrons) é o que foi oxidado: \mathrm{Mg} é oxidado.
  • Quem diminui seu NOX (ganha elétrons) é o que foi reduzido: o hidrogênio presente em \mathrm{HCl} (os íons \mathrm{H}^+) é reduzido formando \mathrm{H}_2.
    O cloro \mathrm{Cl} não muda de NOX e é espectador.

Resposta

Oxidado: \mathrm{Mg}.\nReduzido: \mathrm{H} (os íons \mathrm{H}^+ que formam \mathrm{H}_2).

Exercícios relacionados