Escreva as equações balanceadas para as reações de oxi-redução em meio neutro, indique a substância oxidada e a substância reduzida, o agente oxidante e o agente redutor.
(a)
(Valor da questão: 1,5 pontos).
(a)
Passo 1
O enunciado pede que eu escreva as equações balanceadas para a reação de oxi-redução em meio neutro e que eu indique: (i) a substância oxidada, (ii) a substância reduzida, (iii) o agente oxidante e (iv) o agente redutor. A reação dada é
. Nenhuma outra informação (figura ou tabela) foi fornecida.
Passo 2
O que significa balancear uma reação redox passo a passo (explicando a técnica como se estivéssemos na prova): em reações de oxi-redução a estratégia padrão é separar em meias-reações — uma de oxidação (perda de elétrons) e outra de redução (ganho de elétrons). Em cada meia-reação equilibramos primeiro os átomos que aparecem (exceto H e O que, em meios aquosos, às vezes exigem água e íons H+/OH−), e depois balanceamos as cargas adicionando elétrons (
). Como aqui não aparecem H ou O, não precisamos adicionar água nem íons; só balanceamos elétrons para igualar as cargas entre as meias-reações.
Passo 3
Identificando estados de oxidação (isto nos diz quem perde ou ganha elétrons). Vou calcular o estado de oxidação de cada espécie:
- Para
o cobre metálico tem estado de oxidação . - Para
o cobre tem estado de oxidação . - Para
o mercúrio tem estado de oxidação . - Para
o mercúrio elementar tem estado de oxidação .
Comparando, o cobre passa depara (houve perda de elétrons → oxidação). O íon mercúrio passa de para (ganho de elétrons → redução).
Passo 4
Escrevendo as meias-reações sem ainda ajustar elétrons (apenas mostrando transformação de espécies):
- Oxidação (perda de elétrons):
. - Redução (ganho de elétrons):
.
Passo 5
Balanceando cargas das meias-reações adicionando elétrons:
- Na oxidação,
passa a . Para igualar a carga, adicionamos elétrons ao lado dos produtos:
Explicação: antes há carga
, depois há carga
do íon; colocar
elétrons (
) faz a soma das cargas do lado direito voltar a
, conservando carga.
- Na redução,
recebe elétrons para virar . Como o íon tem carga e o mercúrio neutro tem carga , precisamos de elétrons no lado dos reagentes:
Explicação:
(do íon) mais
(dos dois elétrons) resulta em
, igualando à carga do mercúrio neutro.
Passo 6
Igualando o número de elétrons trocados entre as duas meias-reações: ambas já envolvem
elétrons, então não é necessário multiplicar nenhuma meia-reação. Podemos somá-las diretamente.
Passo 7
Somando as meias-reações e cancelando os elétrons (eles aparecem em ambos os lados):
Somando membro a membro e cancelando os
obtemos a reação global balanceada:
Confirmei: átomos e cargas balanceados (cada lado carga total
e há um átomo de Cu e um de Hg em cada lado).
Passo 8
Identificando oxidado/reduzido e agentes:
- Substância oxidada (a que perde elétrons):
, porque vai de para . - Substância reduzida (a que ganha elétrons):
, porque vai de para . - Agente oxidante (aquele que causa a oxidação, ou seja, aceita elétrons):
— ele é reduzido. - Agente redutor (aquele que causa a redução, ou seja, doa elétrons):
— ele é oxidado.
Resposta
Substância oxidada:
Substância reduzida:
Agente oxidante:
Agente redutor: