Questão 1: Em relação à reação de oxirredução apresentada a seguir, responda:
a) Defina a espécie que sofreu redução.
b) Quem foi a espécie oxidada?
c) Qual foi a variação no número de oxidação da espécie oxidada e do composto que foi reduzido?
d) Defina o agente oxidante e o agente redutor da reação apresentada.
e) mostre as semi-reações envolvidas.
b) Quem foi a espécie oxidada?
c) Qual foi a variação no número de oxidação da espécie oxidada e do composto que foi reduzido?
d) Defina o agente oxidante e o agente redutor da reação apresentada.
e) mostre as semi-reações envolvidas.
Passo 1
O enunciado dá a reação
e pede, separadamente:
a) qual espécie sofreu redução;
b) qual espécie foi oxidada;
c) a variação no número de oxidação da espécie oxidada e da espécie reduzida;
d) identificar o agente oxidante e o agente redutor;
e) mostrar as semi-reações (meio-reações) envolvidas.
a) qual espécie sofreu redução;
b) qual espécie foi oxidada;
c) a variação no número de oxidação da espécie oxidada e da espécie reduzida;
d) identificar o agente oxidante e o agente redutor;
e) mostrar as semi-reações (meio-reações) envolvidas.
As informações relevantes que já estão no enunciado e que vamos usar: as fórmulas químicas dos reagentes e produtos (
,
,
,
). Não há outras informações adicionais a obter — tudo que precisamos vem da própria equação.
Passo 2
Regra prática para atribuir números de oxidação (explicando devagar, do básico):
- Um elemento no seu estado livre (forma molecular ou metálica pura) tem número de oxidação
. Ex.: metálico é . - Oxigênio em compostos costuma ser
(salvo peróxidos e exceções); enxofre em sulfato tem estado que vamos inferir abaixo. - A soma dos números de oxidação dos átomos em um íon/composto é igual à carga do íon ou
para compostos neutros.
Vou aplicar essas regras às espécies do problema, passo a passo, para encontrar os números de oxidação envolvidos.
Passo 3
Determinar o número de oxidação do cobre em
:
-
é um composto neutro formado por e o ânion . - O ânion sulfato tem carga total
, logo o cátion cobre deve ser para que o composto seja neutro.
Portanto o cobre emestá em . Escrevo:
Passo 4
Determinar o número de oxidação do ferro no produto
:
- Cada ânion
tem carga . Em há 3 sulfatos, totalizando carga . - O composto é neutro, então a soma das cargas dos 2 átomos de ferro deve ser
. - Portanto cada átomo de ferro tem número de oxidação
.
Escrevo:
Passo 5
Registrar os números de oxidação iniciais e finais e identificar aumento/queda:
- Ferro metálico no reagente:
tem . - Ferro no produto:
. - Cobre no reagente (em
): . - Cobre no produto:
metálico tem .
Comparando:
-
. Houve aumento do número de oxidação (perda de elétrons) — isso é oxidação. -
. Houve queda do número de oxidação (ganho de elétrons) — isso é redução.
Passo 6
Calcular a variação numérica dos números de oxidação (para responder c):
- Para
: mudança de para . Variação (perdeu elétrons por átomo de Fe). - Para
: mudança de para . Variação (ganhou elétrons por íon ).
Explicação prática: o sinal positivo significa aumento (oxidação), o sinal negativo significa redução (ganho de elétrons).
Passo 7
Definir agente oxidante e agente redutor (explicando a lógica):
- Agente oxidante é a espécie que causa a oxidação de outra — ou seja, é a espécie que é reduzida (porque ao receber elétrons ela oxida o outro).
- Agente redutor é a espécie que causa a redução de outra — ou seja, é a espécie que é oxidada (porque ao ceder elétrons ela reduz o outro).
Aplicando ao caso: -
(em ) é reduzido a , portanto é o agente oxidante. -
é oxidado a , portanto metálico é o agente redutor.
Passo 8
Montar as semi-reações (meio-reações) e balancear elétrons:
- Semi-reação de oxidação (ferro perdendo elétrons):
Isto mostra que cada átomo de ferro perde
elétrons.
- Semi-reação de redução (cobre ganhando elétrons):
Isto mostra que cada íon cobre ganha
elétrons.
Para combinar as duas semi-reações precisamos que o número de elétrons cedidos e ganhos seja igual. O mínimo comum múltiplo entre
e
é
.
- Multiplico a semi-reação de oxidação por
:
- Multiplico a semi-reação de redução por
:
Somando as duas (elétrons cancelam) obtemos:
que é a versão iônica da reação. Reintroduzindo os ânions sulfato
para formar os compostos completos dá a equação proposta:
Resposta
a)
(o íon cúprico em
)\n
b) (o ferro metálico)\n
c) (variação
);
(variação
)\n
d) agente oxidante: (em
); agente redutor:
metálico\n
e) semi-reações:\n
\n
\n
(reagidas balanceadas por elétrons: e
).
b)
c)
d) agente oxidante:
e) semi-reações:\n
(reagidas balanceadas por elétrons: