(Petrobrás 2012 - Prova 48 - TECCNICO(A) DE PERFURAÇÃO E POÇOS JÚNIOR) A bateria de chumbo usada em carros é, em essência, um conjunto de pilhas ligadas em série. A equação da reação global que faz gerar eletricidade é:
PbO2(s)+Pb(s)+2 H2 SO4(aq) 2 PbSO4(aq)+2 H2 O
Nessa reação de oxirredução, o
(A) chumbo ( Pb ) tem o seu número de oxidação alterado de 4+ no PbO2 para 2+ no PbSO4.
(B) chumbo metálico, Pb(s), tem o seu número de oxidação alterado de 0 para 4+ no PbSO4.
© chumbo metálico, Pb(s), é o agente oxidante.
(D) ácido sulfúrico (H2 SO4) é o agente redutor.
(E) hidrogênio (H) tem o seu número de oxidação alterado de 1+ no H2 SO4 para 2+ no H2 O. (justifique -0,5 ponto)

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre reações de oxirredução que acontece nas baterias de chumbo dos carros. A gente vai olhar para a equação química dada e analisar como os números de oxidação dos elementos mudam durante a reação. Isso vai ajudar a identificar qual das alternativas está correta.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os estados de oxidação de cada elemento na reação inicial e final. A equação é:
PbO2(s) + Pb(s) + 2 H2SO4(aq) 2 PbSO4(aq) + 2 H2O
Vamos analisar cada composto:
  1. PbO2:
    • O oxigênio geralmente tem -2 de oxidação.
    • Como são 2 O, total de -4.
    • O composto é neutro, então o chumbo (Pb) tem +4 de oxidação.
  2. Pb:
    • O chumbo metálico puro tem 0 de oxidação.
  3. H2SO4:
    • Hidrogênio (H) tem +1.
    • Sulfato ( SO4^2-):
      • Oxigênio: 4 × (-2) = -8
      • Para que o total seja -2, o enxofre (S) deve ter +6.
Na reação, todos os produtos são PbSO4 e H2O:
  1. PbSO4:
    • Oxidação do açúcar é o mesmo do sulfato, então S ainda está em +6.
    • Oxigênio continua -2.
    • O chumbo agora precisa balancear para que o total fique neutro:
      • S = +6, 4 O = -8 → total do íon sulfato = -2
      • Portanto, Pb precisa ser +2.
  2. H2O:
    • H = +1, O = -2.

Passo 3

Agora, vamos ver como os números de oxidação mudaram:
  • Chumbo em PbO2: de +4 para +2 em PbSO4 → redução (ganho de elétrons).
  • Chumbo metálico Pb: de 0 para +2 em PbSO4 → oxidação (perda de elétrons).
  • Hidrogênio e enxofre: Não há mudança nos seus estados de oxidação.

Passo 4

Com essas mudanças, podemos analisar cada alternativa:
  • (A) Chumbo em PbO2 muda de +4 para +2 → Correto.
  • (B) Chumbo metálico muda de 0 para +2 → Essa afirmação diz que muda para +4, então está Errada.
  • © O agente oxidante é a espécie que causa a oxidação do outro, ou seja, que é reduzida. Aqui, PbO2 é reduzido → Correto que é o agente oxidante.
  • (D) Ácido sulfúrico não está sendo oxidado nem reduzido → Errado.
  • (E) Hidrogênio vai de +1 em H2SO4 para +1 em H2O, não para +2 → Errado.

Resposta

A alternativa correta é a letra (A): o chumbo (Pb) tem o seu número de oxidação alterado de 4+ no PbO2 para 2+ no PbSO4.

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