Identifique as substâncias oxidada e a reduzida nas seguintes reações. Mostre os estados de oxidação de cada átomo e os estados físicos de cada substância.
Passo 1
O enunciado dá a reação
e pede que eu identifique:
- qual substância (ou átomo) é oxidada;
- qual substância (ou átomo) é reduzida;
- mostre os estados de oxidação de cada átomo envolvido;
- e indique os estados físicos de cada substância.
As informações relevantes fornecidas são apenas a equação química acima.
Passo 2
Vou lembrar as regras práticas para atribuir números de oxidação (vou explicar passo a passo, como se estivéssemos resolvendo na prova):
- Regra 1: Elementos livres (na forma molecular simples, ex.:
, ) têm número de oxidação igual a . - Regra 2: Para íons monoatómicos, o número de oxidação é igual à carga do íon.
- Regra 3: Oxigênio em compostos (exceto peróxidos e alguns compostos com flúor) costuma ter número de oxidação
. - Regra 4: Hidrogênio ligado a não-metais costuma ser
; ligado a metais costuma ser . (Aqui não temos H, só para lembrar.) - Regra 5: A soma dos números de oxidação dos átomos de uma espécie é igual à carga da espécie (0 para compostos neutros, ou a carga do íon).
Essas regras são suficiente para a nossa reação.
Passo 3
Determino primeiro os estados de oxidação nos reagentes, examinando a unidade
.
- No íon nitrato
:
- cada oxigênio vale
(regra 3). - Seja
o número de oxidação do nitrogênio em . Pela regra 5:
Isso dá
Logo, em
temos
e
.
- Em
o composto é neutro. Cada tem carga , e há dois nitratos, total . Seja o número de oxidação do chumbo:
Então, no reagente
temos
,
(no nitrato) e
(no nitrato).
Passo 4
Agora os produtos:
,
e
.
- Em
: oxigênio vale . Seja o ox do Pb:
Portanto
e
.
- Em
: seja o ox do nitrogênio:
Logo
e
.
- Em
(oxigênio molecular): por regra 1, .
Passo 5
Compare agora as variações de oxidação de cada elemento (o que mudou entre reagente e produto):
-
Nitrogênio: vai de
(em no reagente) para (em no produto). Uma diminuição no número de oxidação ( ) significa ganho de elétrons: o nitrogênio foi reduzido. -
Oxigênio: alguns oxigênios que eram
(nos nitratos) passam a parte para com . Aumentou o número de oxidação ( ) significa perda de elétrons: o oxigênio foi oxidado. -
Chumbo:
tanto em quanto em ; não há mudança de oxidação do Pb (não é nem oxidado nem reduzido).
Passo 6
Conclusões finais (e estados físicos típicos para a decomposição térmica deste sal):
- Substância reduzida: o nitrogênio (dos íons
em ), que vai de para formando . Ou seja, a parte nitrogênio é a reduzida (produto: ). - Substância oxidada: o oxigênio (dos íons
em ), que vai de para formando . Ou seja, a parte oxigênio é a oxidada (produto: ). - O chumbo (
) não muda de estado de oxidação ( ) e forma . - Estados físicos típicos nesta decomposição (condição usual de aquecimento do sal sólido):
.
Resposta
Oxidada: o oxigênio (dos nitratos em
), que vai de
para
formando
.
Reduzida: o nitrogênio (dos nitratos em
), que vai de
para
formando
.
Estados de oxidação (resumido):
Estados físicos (típicos na decomposição térmica):