A equação iônica acima representa a obtenção de iodo por meio da reação de iodato de sódio com bissulfito de sódio, a respeito da qual se fazem as afirmações:
I. Os valores dos coeficientes do balanceamento x , y e w são, respectivamente, 2,5 e 5.
II. O número de oxidação do iodo varia de +5 para zero.
III. O enxofre, no bissulfito, é oxidado.
IV. A soma dos menores coeficientes inteiros do balanceamento é igual a 17.
Das afirmações feitas, estão corretas:
a) I, II, III e IV.
b) II, III e IV somente.
c) I e IV somente.
d) III e IV somente.
e) I e IV somente.
I. Os valores dos coeficientes do balanceamento x , y e w são, respectivamente, 2,5 e 5.
II. O número de oxidação do iodo varia de +5 para zero.
III. O enxofre, no bissulfito, é oxidado.
IV. A soma dos menores coeficientes inteiros do balanceamento é igual a 17.
Das afirmações feitas, estão corretas:
a) I, II, III e IV.
b) II, III e IV somente.
c) I e IV somente.
d) III e IV somente.
e) I e IV somente.
Passo 1
O enunciado fornece a equação iônica (com incógnitas nos coeficientes)
e pede que avaliemos as afirmações I a IV sobre o balanceamento e mudanças de oxidação. Informações relevantes dadas:
- O reagente iodato aparece como
com coeficiente desconhecido (aparecendo como no enunciado). - O reagente bissulfito aparece com coeficiente
(ou seja, ). - Os produtos são
, com coeficiente , e com coeficiente . - Precisamos decidir quais afirmações são verdadeiras: I (valores
são ), II (oxidação do I varia de para ), III (S no bissulfito é oxidado), IV (soma dos menores coeficientes inteiros é ).
Passo 2
Vamos identificar o número de oxidação do iodo no íon
. Regra prática: cada oxigênio tem número de oxidação
. Escrevo a equação de soma de cargas para o íon:
Resolvendo para I:
Logo, em
o iodo tem número de oxidação
.
Passo 3
Agora o iodo no produto
é um elemento isolado; o número de oxidação do iodo em
é
. Portanto o iodo passa de
para
. Conclusão parcial: a afirmação II (
vai de
para
) é verdadeira.
Passo 4
Determinamos o número de oxidação do enxofre no bissulfito
e no sulfato
.
- Em
: o hidrogênio é , cada oxigênio é . Soma de cargas:
Logo
- Em
: com quatro oxigênios cada,
O enxofre vai de
para
, ou seja, perde elétrons → é oxidado. Conclusão parcial: a afirmação III é verdadeira.
Passo 5
Para obter os coeficientes corretamente precisamos balancear a reação como uma reação de oxirredução em meio ácido (há
e água no resultado). O método: escrever semi-reações de redução e oxidação, balancear átomos e cargas com
,
e elétrons, igualar elétrons e somar.
Passo 6
Escrevo a semi-reação de redução (iode
→
). Primeiro igualo iodo: preciso de 2 íons
para formar uma
:
Agora balanceio oxigênios e hidrogênios adicionando água e prótons. Há
oxigênios no lado esquerdo; coloco
moléculas de água no lado direito:
Para balancear hidrogênios adiciono
no lado esquerdo:
tem
H, então adiciono
à esquerda:
Agora balanço de cargas: carga à esquerda é
. À direita neutro. Para equilibrar a carga, adiciono
elétrons no lado esquerdo ou direito? A redução consome elétrons, então coloco
à esquerda para diminuir a carga da esquerda em 10 unidades e igualar à direita. Formalmente a semi-reação (com elétrons no lado apropriado) fica
(Verificação: carga esquerda
, direita 0.)
Passo 7
Agora a semi-reação de oxidação (bissulfito
→ sulfato
). Começo:
Balanceio oxigênios adicionando água:
tem 3 O, o produto tem 4 O, então adiciono
água ao lado esquerdo:
Agora balanceio hidrogênios: à esquerda há
H em
e
em
→ total
H. Coloco
no lado direito:
Agora balanço de cargas: carga esquerda
, carga direita
. Para igualar, a diferença é de 2 unidades (esquerda mais negativa), então adiciono
no lado direito (porque é oxidação, gera elétrons):
Verificação: carga esquerda
, direita
. OK.
Passo 8
Igualamos elétrons trocados. A redução consome
, a oxidação fornece
por uma unidade de
. Para que os elétrons se cancelem precisamos multiplicar a semi-reação de oxidação por
(porque
). Assim:
Multiplicando a oxidação por :
Multiplicando a oxidação por
Agora somo a semi-reação de redução com esta (os
se cancelam):
Elétrons cancelam; agora simplifico as águas e os prótons cruzando termos iguais em ambos os lados:
- Águas:
à esquerda e à direita → sobra no lado direito. - Prótons:
à esquerda e à direita → sobra no lado direito.
Resultando na equação final balanceada (coeficientes mínimos inteiros):
Assim obtemos
,
e
.
Passo 9
Com os coeficientes mínimos inteiros encontrados, calculemos a soma pedida na afirmação IV. Os coeficientes não nulos são:
Somando:
Portanto a afirmação IV (soma igual a
) é verdadeira.
Passo 10
Resumo da verificação das quatro afirmações:
- I: afirma que
. Nós encontramos . Logo I é falsa (o está errado). - II: verdadeira (iodo vai de
para ). - III: verdadeira (enxofre em
é oxidado de para ). - IV: verdadeira (soma dos menores coeficientes inteiros é
).
Portanto as afirmações corretas são
,
e
.
Resposta
b)
e
somente.