1. Escreva as equações químicas balanceadas que descrevem as reações observadas e explique, baseando-se nas mesmas, as observações feitas durante a realização dos experimentos.
Tubo 1: Reação entre íons permanganato e ferro(II) em meio ácido.
Equação química balanceada:
Explicação:
Tubo 2: Reação entre íons dicromato e ferro(II) em meio ácido.
Equação química balanceada:
Explicação:
Tubo 3: Reação entre íons permanganato e peróxido de hidrogênio em meio ácido.
Equação química balanceada:
Explicação:
Tubo 4: Reação entre íons dicromato e peróxido de hidrogênio em meio ácido.
Equação química balanceada:
Explicação:
Tubo 5: Reação entre íons permanganato e ácido clorídrico concentrado.
Equação química balanceada:
Explicação:
Tubo 6: Reação entre íons permanganato e ácido oxálico em meio ácido.
Equação química balanceada:
Explicação:
Tubo 7: Reação entre íons iodato e iodeto em meio ácido.
Equação química balanceada:
Explicação:
Tubo 8: Reação entre iodo e tiossulfato.
Equação química balanceada:
Explicação:
Tubo 9: Reação entre cobre metálico e ácido nítrico.
Equação química balanceada:
Após a adição de água:
Explicação:

Passo 1

O enunciado pede que escrevamos as equações químicas balanceadas de várias reações redox em meio ácido (ou concentração variável de ácido) e expliquemos, com base nelas, o que observamos experimentalmente. Vamos usar o método das semi-reações (meio ácido) e o conceito de oxidação e redução para cada par de reagentes.

Passo 2

Tubo 1: íons permanganato e ferro(II) em meio ácido
MnO4^- + 5,Fe^2+ + 8,H^+ ;longrightarrow; Mn^2+ + 5,Fe^3+ + 4,H2O
Explicação: permanganato ( Mn^+7) é reduzido a Mn^2+ (ganha 5 e–) e Fe^2+ é oxidado a Fe^3+ (perde 1 e–). As águas e os prótons ajustam massa e carga. Observa-se o desaparecimento do roxo do permanganato e o aparecimento de um meio ligeiramente amarronzado (traço de Fe^3+).

Passo 3

Tubo 2: íons dicromato e ferro(II) em meio ácido
Cr2O7^2- + 6,Fe^2+ + 14,H^+ ;longrightarrow; 2,Cr^3+ + 6,Fe^3+ + 7,H2O
Explicação: dicromato ( Cr^+6) é reduzido a Cr^3+ (ganha 3 e– por átomo) e Fe^2+ é oxidado a Fe^3+. A solução muda de laranja (dicromato) para esverdeada/transparente (íon Cr^3+).

Passo 4

Tubo 3: íons permanganato e peróxido de hidrogênio em meio ácido
2,MnO4^- + 5,H2O2 + 6,H^+ ;longrightarrow; 2,Mn^2+ + 5,O2 + 8,H2O
Explicação: H2O2 reduz MnO4^- a Mn^2+ (permanganato perde elétrons) e se oxida a O2. Observa-se o desaparecimento do roxo e formação de bolhas (oxigênio).

Passo 5

Tubo 4: íons dicromato e peróxido de hidrogênio em meio ácido
Cr2O7^2- + 3,H2O2 + 8,H^+ ;longrightarrow; 2,Cr^3+ + 3,O2 + 7,H2O
Explicação: análogo ao permanganato, mas com dicromato. A cor laranja some e aparece Cr^3+ (esverdeado) e borbulhas de O2.

Passo 6

Tubo 5: íons permanganato e ácido clorídrico concentrado
2,MnO4^- + 10,Cl^- + 16,H^+ ;longrightarrow; 2,Mn^2+ + 5,Cl2 + 8,H2O
Explicação: em meio muito ácido e com excesso de Cl^-, o permanganato oxida Cl^- a Cl2. Forma-se gás cloro (amarelado-esverdeado) e a solução perde o roxo.

Passo 7

Tubo 6: íons permanganato e ácido oxálico em meio ácido
2,MnO4^- + 5,H2C2O4 + 6,H^+ ;longrightarrow; 2,Mn^2+ + 10,CO2 + 8,H2O
Explicação: ácido oxálico ( H2C2O4) se oxida a CO2 liberando elétrons que reduzem MnO4^-. Observa-se efervescência de CO2 e o roxo some.

Passo 8

Tubo 7: íons iodato e iodeto em meio ácido
IO3^- + 5,I^- + 6,H^+ ;longrightarrow; 3,I2 + 3,H2O
Explicação: iodato ( I^+5) oxida iodeto ( I^-) a iodo ( I2), que aparece como coloração marrom-amarelada.

Passo 9

Tubo 8: iodo e tiossulfato
I2 + 2,S2O3^2- ;longrightarrow; 2,I^- + S4O6^2-
Explicação: tiossulfato reduz I2 a I^-, desaparece a cor marrom do iodo e forma-se ion tetrationato (incolor).

Passo 10

Tubo 9: cobre metálico e ácido nítrico
Concentrado:
Cu + 4,HNO3 ;longrightarrow; Cu(NO3)2 + 2,NO2 + 2,H2O
Após diluição (águas adicionada, ácido menos concentrado):
3,Cu + 8,HNO3 ;longrightarrow; 3,Cu(NO3)2 + 2,NO + 4,H2O
Explicação: em ácido forte e concentrado forma-se NO2 (gás marrom), e em ácido mais diluído forma-se NO (gás incolor), pois o potencial de redução do par NO3^-/NO muda com a concentração de H^+.

Resposta

  1. Tubo 1:
MnO4^- + 5,Fe^2+ + 8,H^+ to Mn^2+ + 5,Fe^3+ + 4,H2O
  1. Tubo 2:
Cr2O7^2- + 6,Fe^2+ + 14,H^+ to 2,Cr^3+ + 6,Fe^3+ + 7,H2O
  1. Tubo 3:
2,MnO4^- + 5,H2O2 + 6,H^+ to 2,Mn^2+ + 5,O2 + 8,H2O
  1. Tubo 4:
Cr2O7^2- + 3,H2O2 + 8,H^+ to 2,Cr^3+ + 3,O2 + 7,H2O
  1. Tubo 5:
2,MnO4^- + 10,Cl^- + 16,H^+ to 2,Mn^2+ + 5,Cl2 + 8,H2O
  1. Tubo 6:
2,MnO4^- + 5,H2C2O4 + 6,H^+ to 2,Mn^2+ + 10,CO2 + 8,H2O
  1. Tubo 7:
IO3^- + 5,I^- + 6,H^+ to 3,I2 + 3,H2O
  1. Tubo 8:
I2 + 2,S2O3^2- to 2,I^- + S4O6^2-
  1. Tubo 9 (concentrado):
Cu + 4,HNO3 to Cu(NO3)2 + 2,NO2 + 2,H2O
Tubo 9 (diluído):
3,Cu + 8,HNO3 to 3,Cu(NO3)2 + 2,NO + 4,H2O

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