Na obtenção do ferro, a partir da hematita, uma das reações que ocorrem é
Nesta reação,
a) os íons
presentes no Fe 2 O 3 são reduzidos a íons
.
b) os íons
presentes no Fe 2 O 3 são reduzidos a átomos de Fe .
c) cada íon
presente no Fe 2 O 3 ganha um elétron.
d) cada íon
presente no Fe 2 O 3 perde um elétron.
e) os íons
presentes no Fe 2 O 3 são oxidados.
a) os íons
b) os íons
c) cada íon
d) cada íon
e) os íons
Passo 1
O enunciado dá a reação
e pede que eu escolha, entre as alternativas (a) a (e), qual é a correta sobre o que acontece com os íons
presentes em
.
Informações relevantes fornecidas:
Informações relevantes fornecidas:
- Reagente contendo ferro:
. - Produto contendo ferro:
(ferro metálico). - Preciso analisar mudanças de estado de oxidação dos átomos de ferro e interpretar as afirmações (a)–(e).
Passo 2
Conceitos-chave que vamos usar (explicado de forma simples):
- Número de oxidação é um número que representa a “carga formal” de um átomo numa substância, usado para acompanhar transferência de elétrons.
- Regras básicas úteis:
- O número de oxidação de um átomo puro (elemento no seu estado simples) é
. Ex.: tem oxidação . - Oxigênio em compostos simples costuma ter número de oxidação
(salvo exceções que não aparecem aqui). - A soma dos números de oxidação dos átomos em uma molécula neutra é
.
- O número de oxidação de um átomo puro (elemento no seu estado simples) é
- Redução é a diminuição do número de oxidação de um átomo (ganho de elétrons).
- Oxidação é o aumento do número de oxidação de um átomo (perda de elétrons).
Passo 3
Calcular o número de oxidação do ferro em
:
- Chamo o número de oxidação do ferro de
. Cada oxigênio vale . A soma deve ser porque é neutra.
Portanto, em
cada átomo de ferro tem número de oxidação
, ou seja, corresponde a
.
Passo 4
Calcular o número de oxidação do ferro no produto
:
- Como é o elemento no estado simples, o número de oxidação de
é . - Comparando: ferro passa de
(em ) para (em ). - Como o número de oxidação diminui de
para , o ferro foi reduzido. Redução significa ganho de elétrons. - Quantos elétrons ganha cada
? A variação é , ou seja, ganho de elétrons por íon:
Passo 5
Checar de onde vêm os elétrons (apenas para completar o raciocínio):
- Em
: com , a equação dá . Logo carbono em tem . - Em
: cada oxigênio é , soma , para neutralidade o carbono deve ser . - Carbono passa de
para : aumenta o número de oxidação, portanto é oxidado (perde elétrons). Cada carbono perde elétrons. - Na reação há
moléculas de , totalizando perda de elétrons. Esses elétrons são os que reduzem os átomos de ferro (cada um precisa de elétrons: ). Portanto a contabilidade de elétrons fecha.
Passo 6
Agora avaliamos as afirmações com base no que encontramos:
- (a) “os íons
presentes no são reduzidos a íons .” - Incorreto: produto é
com oxidação , não (que seria oxidação ).
- Incorreto: produto é
- (b) “os íons
presentes no são reduzidos a átomos de Fe.” - Correto: cada
vira átomo neutro .
- Correto: cada
- (c) “cada íon
presente no ganha um elétron.” - Incorreto: cada
ganha elétrons (não ).
- Incorreto: cada
- (d) “cada íon
presente no perde um elétron.” - Incorreto: perde não — ele ganha elétrons (redução).
- (e) “os íons
presentes no são oxidados.” - Incorreto: são reduzidos (oxidação é o oposto).
Resposta
b)