Questão 2: Na seguinte equação química:
a) Quais são as semi-reações envolvidas nessa reação de oxirredução?
b) Defina a espécie que sofreu redução e a que foi oxidada. Além disso, qual foi a variação de nox nessas espécies?
c) Defina o agente oxidante e o agente redutor da reação apresentada.
a) Quais são as semi-reações envolvidas nessa reação de oxirredução?
b) Defina a espécie que sofreu redução e a que foi oxidada. Além disso, qual foi a variação de nox nessas espécies?
c) Defina o agente oxidante e o agente redutor da reação apresentada.
Passo 1
Enunciado e o que é pedido:
Perguntas:
a) Quais são as semi-reações envolvidas nessa reação de oxirredução?
b) Defina a espécie que sofreu redução e a que foi oxidada. Além disso, qual foi a variação de nox nessas espécies?
c) Defina o agente oxidante e o agente redutor da reação apresentada.
a) Quais são as semi-reações envolvidas nessa reação de oxirredução?
b) Defina a espécie que sofreu redução e a que foi oxidada. Além disso, qual foi a variação de nox nessas espécies?
c) Defina o agente oxidante e o agente redutor da reação apresentada.
Informações dadas (úteis para resolver):
- A equação molecular acima (fornece reagentes e produtos).
- Sabemos que ácido clorídrico
em solução aquosa se comporta como (iões). - Não há mais informações externas: vamos usar as regras usuais de números de oxidação para atribuir nox e separar as semi-reações.
Passo 2
Breve aula sobre números de oxidação (nox) e semi-reações — calma, passo a passo:
- O número de oxidação (nox) é um número que indica a carga “formal” de um átomo numa molécula/íon segundo regras convencionais; serve para identificar oxidação (aumento do nox) e redução (diminuição do nox).
- Regras principais que usaremos aqui:
- O nox de um elemento na sua forma elementar é
. Ex.: (s) tem nox . - O nox de um íon monoatômico é igual à carga do íon. Ex.:
tem nox . - Em compostos, a soma dos nox dos átomos é igual à carga total da espécie. Ex.: em
a soma dos nox é . - Hidrogênio ligado a não-metais geralmente tem nox
. Ex.: em , é e é .
- O nox de um elemento na sua forma elementar é
- Semi-reações (meio-reações) são as equações que mostram apenas a oxidação ou apenas a redução, incluindo os elétrons transferidos. Em um processo redox elas devem ser balanceadas em número de elétrons, massa e carga.
Passo 3
Atribuição de números de oxidação às espécies na reação (mostrando o raciocínio):
- Para
metálico (estado elementar): nox de é . - Em
: regra diz que ligado a não-metal é , e é . Então em , tem nox e tem nox . - Em
: sabemos que cada tem nox . Como a soma dos nox no composto neutro é ,
- Em
(gás diatômico): forma elementar, nox de cada é .
Lista resumida:
-
(s): nox . -
em : nox . -
em e : nox . -
em : nox . -
em : nox .
Passo 4
Escrever as semi-reações (meio-reações) usando os íons relevantes e incluindo elétrons:
- Primeiro, escrevemos a dissociação do ácido (para ver os íons disponíveis):
Como há
moléculas de
, isso fornece
e
. Os
são íons espetadores (aparecem dos dois lados) — isto vamos mostrar adiante.
- Semi-reação de oxidação (espécie perde elétrons):
passa de nox para nox . Escrevemos:
Explicação: ao tornar-se
, o zinco perdeu
elétrons; por isso os
aparecem no produto da semi-reação de oxidação.
- Semi-reação de redução (espécie ganha elétrons): os prótons
(do ácido) passam de nox para nox formando . Escrevemos:
Explicação: cada próton
captura um elétron para virar
; dois átomos fazem
. Para balancear carga e elétrons usamos
prótons e
elétrons.
- Conferindo o balanço: somando as duas semi-reações, os elétrons se cancelam:
Se reintroduzirmos os íons
(espetadores) obtemos a equação molecular original:
Passo 5
Identificação de quem foi oxidado e quem foi reduzido e variação de nox (explicando o porquê):
- Oxidação é perda de elétrons (aumento do nox). Aqui:
-
passou de nox para nox . Variação de nox: . Isso significa que perdeu elétrons e, portanto, foi oxidado.
-
- Redução é ganho de elétrons (diminuição do nox). Aqui:
- Cada
(no ) passou de nox para nox . Variação de nox por átomo de H: . Como há dois átomos de H envolvidos, no total foram ganhos elétrons (coerente com a semi-reação). Portanto o hidrogênio foi reduzido.
- Cada
- Observação:
permanece com nox e é íon espetador.
Passo 6
Agentes redutor e oxidante — definição e identificação:
- Definição: agente redutor é a espécie que doa elétrons (ou seja, é oxidada). Agente oxidante é a espécie que aceita elétrons (ou seja, é reduzida).
- Na reação dada:
- Agente redutor:
(porque doa elétrons e é oxidado de para ). - Agente oxidante: os prótons
(vindo de ), ou, de forma prática, atua como agente oxidante porque fornece que aceita elétrons e é reduzido a .
- Agente redutor:
- Comentário amistoso: então o zinco “entrega” elétrons, vira íon
e funciona como o cara que reduz os outros — é o redutor. O ácido (os prótons) “pega” esses elétrons e vira hidrogênio gasoso — é o oxidante.
Resposta
a)
\
b) Espécie oxidada:
(nox de
para
, variação
). \
Espécie reduzida: (em
, nox de
para
em
, variação por átomo
; total de
elétrons ganhos).
Espécie reduzida:
c) Agente oxidante:
(do
; portanto
atua como agente oxidante). \
Agente redutor: .
Agente redutor: