Questão 05. Determine o estado de oxidação dos elementos nas espécies a seguir:
v) \mathrm{Fe}_{3} \mathrm{O}_{4} :

Passo 1

O enunciado pede para encontrar os números de oxidação em \mathrm{Fe}_{3}\mathrm{O}_{4}. Vamos usar as regras de oxidação: a soma dos números de oxidação em um composto neutro é zero, e o oxigênio aparece normalmente com -2.

Passo 2

Atribuímos a cada oxigênio o número de oxidação
\text{ox}( \mathrm{O}) = -2.
Como há quatro átomos de oxigênio, a contribuição total de oxigênio é
4 \times (-2) = -8.

Passo 3

Como \mathrm{Fe}_{3}\mathrm{O}_{4} é neutro, a soma dos números de oxidação de todos os átomos deve ser zero. Logo, a soma dos três átomos de ferro deve compensar o -8 do oxigênio:
\sum_{i=1}^{3}\text{ox}( \mathrm{Fe}_i ) + (-8) = 0 \quad\Longrightarrow\quad \sum_{i=1}^{3}\text{ox}( \mathrm{Fe}_i ) = +8.

Passo 4

Se dividíssemos igualmente esse total entre os três átomos de ferro, cada um teria
\frac{+8}{3} = +\tfrac{8}{3}\approx +2{,}67
como número de oxidação médio.

Passo 5

Como número de oxidação deve ser inteiro, concluímos que há uma mistura de valências em \mathrm{Fe}_{3}\mathrm{O}_{4}: dois átomos de ferro em +3 e um átomo de ferro em +2, pois
2\times(+3) + 1\times(+2) = +8.

Resposta

O número de oxidação do oxigênio é -2 e, no composto, há dois \mathrm{Fe}^{3+} e um \mathrm{Fe}^{2+} (média de +\tfrac{8}{3} para o ferro).

Exercícios relacionados