Indique os agentes redutor e agente oxidante das seguintes reações:
Determinação de DQO: 3 \mathrm{CH}_{4}+4\left(\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}\right)^{-2}+44 \mathrm{H}^{+} \rightarrow 8 \mathrm{Cr}^{+3}+3 \mathrm{CO}_{2}+22 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}
\left(\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}\right)^{-2}+14 \mathrm{H}^{+}+6 \mathrm{e}^{-} \rightarrow 2 \mathrm{Cr}^{+3}+7 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \mathrm{E}^{\circ}(\mathrm{V})=\mathbf{1 , 3 3}

Passo 1

O enunciado dá a reação global de oxido‐redução usada na determinação de DQO:
3\,\mathrm{CH}_{4} \;+\;4\,\mathrm{Cr}_{2}\mathrm{O}_{7}^{2-}\;+\;44\,\mathrm{H}^{+}\;\longrightarrow\;8\,\mathrm{Cr}^{3+}\;+\;3\,\mathrm{CO}_{2}\;+\;22\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}
e pede para identificar o agente redutor e o agente oxidante. Vamos usar o método de números de oxidação para ver quem é oxidado e quem é reduzido.

Passo 2

Calcular o número de oxidação do carbono em \mathrm{CH}_{4} e em \mathrm{CO}_{2}:
  • Em \mathrm{CH}_{4}, sabemos que cada hidrogênio vale +1, logo para a molécula neutra
x + 4\cdot(+1) = 0 \quad\Rightarrow\quad x = -4.
  • Em \mathrm{CO}_{2}, cada oxigênio vale -2, logo
x + 2\cdot(-2) = 0 \quad\Rightarrow\quad x = +4.

Passo 3

Calcular o número de oxidação do cromo em \mathrm{Cr}_{2}\mathrm{O}_{7}^{2-} e em \mathrm{Cr}^{3+}:
  • Em \mathrm{Cr}_{2}\mathrm{O}_{7}^{2-}, cada oxigênio é -2, total de -14, e a carga total é -2, então
2x + 7\cdot(-2) = -2 \quad\Rightarrow\quad 2x -14 = -2 \quad\Rightarrow\quad x = +6.
  • Em \mathrm{Cr}^{3+}, por definição, o cromo é +3.

Passo 4

Observar as variações de número de oxidação:
  • Carbono: de -4 em \mathrm{CH}_{4} para +4 em \mathrm{CO}_{2}. Aumento de oxidação significa que o carbono perde elétrons → oxidação.
  • Cromo: de +6 em \mathrm{Cr}_{2}\mathrm{O}_{7}^{2-} para +3 em \mathrm{Cr}^{3+}. Diminuição de oxidação significa que o crômio ganha elétrons → redução.
Por definição:
  • A espécie que é oxidada (perde elétrons) é o agente redutor.
  • A espécie que é reduzida (ganha elétrons) é o agente oxidante.

Resposta

Agente redutor: \mathrm{CH}_{4}
Agente oxidante: \mathrm{Cr}_{2}\mathrm{O}_{7}^{2-}

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