Obtenha os números de oxidação dos átomos no peróxido de hidrogênio, \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}, um antisséptico bastante comum.

Passo 1

O enunciado pede para encontrar os números de oxidação dos átomos no peróxido de hidrogênio \mathrm{H_{2}O_{2}}. Informações dadas:
  • Fórmula: \mathrm{H_{2}O_{2}}.
  • 2 átomos de hidrogênio e 2 átomos de oxigênio.
  • A espécie é uma molécula neutra (carga total 0).
    O que se pede: determinar o número de oxidação de cada átomo presente (hidrogênio e oxigênio).

Passo 2

O que é número de oxidação (explicação didática e regras principais).
  • Número de oxidação é um “controle” formal para contabilizar ganhos/perdas eletrônicas em ligações; é uma ferramenta de contabilidade, não necessariamente a carga real.
  • Regras úteis que vamos usar (explicadas de forma simples):
    1. O somatório dos números de oxidação de todos os átomos em uma espécie é igual à carga total da espécie. Para moléculas neutras, a soma é 0.
    2. Para átomos no estado elementar (por ex. \mathrm{O_2}, \mathrm{H_2}) o número de oxidação é 0.
    3. Hidrogênio ligado a não-metais normalmente tem número de oxidação +1. (Quando ligado a metais, pode ser -1, mas aqui ele está ligado ao oxigênio, que é não-metal.)
    4. Oxigênio costuma ter número de oxidação -2, exceto em peróxidos, onde cada oxigênio tem -1, e em compostos com flúor onde pode ser positivo. (Vou justificar isso depois com o cálculo.)
      Essas regras servem para montar equações e encontrar os números quando não são óbvios.

Passo 3

Montando a equação de soma dos números de oxidação para \mathrm{H_{2}O_{2}}.
  • Seja \,x o número de oxidação de cada átomo de hidrogênio (o mesmo para os dois H).
  • Seja \,y o número de oxidação de cada átomo de oxigênio (o mesmo para os dois O, por simetria na molécula).
    Como a molécula é neutra, a soma das contribuições é zero:
2x + 2y = 0.
Dividindo por 2 para simplificar:
x + y = 0.
Portanto
y = -x.

Passo 4

Determinar x usando a regra do hidrogênio.
  • Pela regra (Passo 2, item 3), hidrogênio ligado a um não-metal tem número de oxidação \,x = +1.
    Substituindo em y = -x:
y = -\,\bigl(+1\bigr) = -1.
Logo cada oxigênio tem número de oxidação -1.

Passo 5

Interpretação e checagens rápidas (didática).
  • Verificação da soma: 2\cdot(+1) + 2\cdot(-1) = +2 -2 = 0, consistente com molécula neutra.
  • Por que isso difere de \mathrm{H_{2}O} (onde O é -2)? Porque em \mathrm{H_{2}O_{2}} existe a ligação O–O (ligação simples entre dois oxigênios). Na conta formal de oxidação, essa situação distribui a “carga” de forma que cada O fique com -1 em vez de -2. Compostos com essa ligação O–O são chamados peróxidos.
  • Exemplo rápido para fixar: em \mathrm{Na_{2}O_{2}} (peróxido de sódio) cada Na é +1 e, pelos mesmos motivos, cada O é -1.

Passo 6

Resumo final e incentivo rápido.
  • Resultado encontrado é consistente com as regras de oxidação e com a natureza de peróxidos. Se ficar nervoso na prova, lembre: monte a equação da soma dos números de oxidação e aplique a regra padrão para H e O; se aparecer O–O ou a palavra “peróxido”, pense em \,-1 para cada oxigênio. Força aí — você consegue!

Resposta

H: +1
O: -1

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