Escreva equações químicas para as seguintes reações.
Oxidação do cádmio pelo ácido nítrico diluído.
Oxidação do cádmio pelo ácido nítrico diluído.
Passo 1
O enunciado pede: escrever a(s) equação(ões) química(s) para a oxidação do cádmio pelo ácido nítrico diluído.
Informações relevantes (o que o enunciado dá ou implica):
Informações relevantes (o que o enunciado dá ou implica):
- Reagentes: cádmio metálico e ácido nítrico diluído.
- Produto esperado: nitrato de cádmio (
combinado com ), água e um óxido reduzido do nitrogênio.
Observação importante que vou usar sem perguntar: com ácido nítrico diluído o agente oxidantetende a ser reduzido a monóxido de nitrogênio, (gás incolor). Em ácido nítrico concentrado o produto comum é (gás marrom), mas aqui o enunciado diz “diluído”, então vou balancear a reação produzindo .
Passo 2
Identificar semi‑reações (metodologia: método das semi‑reações em meio ácido). Primeiro escrevo a semi‑reação de oxidação do metal cádmio em termos de íon:
Explicação: o cádmio metálico tem estado de oxidação
e ao formar o íon
perde dois elétrons; cada átomo de cádmio fornece
elétrons.
Passo 3
Agora a semi‑reação de redução do íon nitrato
até
em meio ácido. Procedimento padrão para balancear: balancear N, depois O adicionando água, depois H adicionando
, e finalmente ajustar cargas com elétrons.
- Escrever a transformação de nitrogênio:
- Balancear oxigênios: há 3 O à esquerda e 1 O à direita, então adiciono
à direita para completar oxigênios:
- Balancear hidrogênios: aparecem
H à direita (dos ), então adiciono à esquerda:
- Balancear cargas com elétrons: carga à esquerda é
; à direita é . Para igualar, coloco elétrons à esquerda ou melhor, como é redução (ganho de elétrons), devo colocar elétrons à esquerda? Na semi‑reação de redução os elétrons aparecem à esquerda. Assim:
Verificação: cargas à esquerda
, à direita
. Átomos conferem. Portanto a semi‑reação de redução está balanceada.
Passo 4
Combinar as semi‑reações cancelando elétrons. A semi‑reação de oxidação (cada
) libera
elétrons; a de redução consome
elétrons. Para cancelar elétrons tomamos o mínimo múltiplo comum
: multiplico a oxidação por
e a redução por
.
Oxidação (×3):
Redução (×2):
Somando as duas semi‑reações (os
se cancelam) resulta:
Passo 5
Converter íons
e
para moléculas de ácido nítrico
(no meio aquoso cada molécula de
fornece um
e um
). Na equação obtida há
e
; para representar isso por
uso
moléculas de
(que fornecem
e
). Esses
nitratos se distribuem:
deles formam os três nitratos ligando ao
(cada
forma
usando
nitratos), e os
nitratos restantes aparecem implicitamente balanceando a contagem de nitrogênios. Fazendo essa conversão obtemos a equação molecular balanceada:
Explicação rápida: cada três átomos de cádmio reagem com oito moléculas de ácido nítrico diluído; o cádmio é oxidado a
e o nitrato é parcialmente reduzido a
, produzindo também água.
Passo 6
Comentário final didático e de prova: ao escrever reações com ácido nítrico sempre lembre que é um ácido oxidante — o produto reduzido do nitrogênio depende da concentração do ácido e das condições experimentais:
- ácido nítrico diluído → redução típica até
(como usei acima); - ácido nítrico concentrado → redução típica até
.
Na prova, se o enunciado disser explicitamente “diluído”, use; se disser “concentrado” use . Sempre justifique por meio das semi‑reações se precisar balancear por redox.