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pontos) Hidrazina
e tetróxido de dinitrogênio
formam uma mistura auto-inflamável que tem sido usada como propelente de foguetes. Os produtos da reação são
e
.
(a) Escreva uma equação química balanceada para esta reação. Indicando todas as etapas do balanceamento pelo método das semirreações.
(b) Indique as espécies que sofrem oxidação e redução, indicando os agentes redutores e oxidantes.
(a) Escreva uma equação química balanceada para esta reação. Indicando todas as etapas do balanceamento pelo método das semirreações.
(b) Indique as espécies que sofrem oxidação e redução, indicando os agentes redutores e oxidantes.
Passo 1
O enunciado pede para balancear a reação entre hidrazina
e tetróxido de dinitrogênio
, cujos produtos são
e
. O conteúdo é balanceamento redox pelo método das semirreações (íon-elétron) em meio ácido.
Passo 2
Determinar os números de oxidação de nitrogênio em cada espécie:
– Em , cada H vale
, então a soma é
; para ficar neutra,
, logo cada N em
tem oxidação
.
– Em , cada O vale
, soma
; para ficar neutra,
, logo cada N tem oxidação
.
– Em o N é
. Em
, H é
e O é
.
Assim, N passa de (oxidação) e de
(redução).
– Em
– Em
– Em
Assim, N passa de
Passo 3
Escrever as duas semirreações não balanceadas em massa e carga:
– oxidação (hidrazina a gás nitrogênio):
– oxidação (hidrazina a gás nitrogênio):
– redução (tetróxido a gás nitrogênio):
Passo 4
Balancear nitrogênios em cada semirreação:
– oxidação: já há 2 N de cada lado.
– redução: já há 2 N de cada lado.
– oxidação: já há 2 N de cada lado.
– redução: já há 2 N de cada lado.
Passo 5
Balancear oxigênios e hidrogênios por água e prótons (em meio ácido):
– semirreação de oxidação não tem O, mas há 4 H em . Para balancear H:
– semirreação de oxidação não tem O, mas há 4 H em
– semirreação de redução tem 4 O em
, que viram 4 H
O do lado direito; para isto adiciona-se 4 H
O e, para balancear H, inclui-se 8 H
no lado esquerdo:
Passo 6
Balancear carga adicionando elétrons:
– oxidação: do lado direito há (prótons), então incluem-se 4 e
ali:
– oxidação: do lado direito há
– redução: do lado esquerdo há
(prótons), então inclui-se 8 e
ali:
Passo 7
Igualar o número de elétrons trocados (8 e
) multiplicando a semirreação de oxidação por 2:
Passo 8
Somar as semirreações, cancelando
e
:
Passo 9
Concluir a equação balanceada e identificar agentes:
– quem se oxida é (N de
), logo ela é o agente redutor.
– quem se reduz é (N de
), logo ela é o agente oxidante.
– quem se oxida é
– quem se reduz é
Resposta
(a) Equação química balanceada:
(b) Espécies e agentes:
sofre oxidação de N(
) e é o agente redutor.
sofre redução de N(
) e é o agente oxidante.