Na reação
2 \mathrm{HCl}+\mathrm{NO} 2 \rightarrow \mathrm{H} 2 \mathrm{O}+\mathrm{NO}+\mathrm{Cl} 2
os elementos que não sofreram oxidação ou redução são:
a) hidrogênio e cloro
b) hidrogênio e oxigênio
c) cloro e oxigênio.
d) nitrogênio e hidrogênio.

Passo 1

O enunciado fornece a reação
2\mathrm{HCl}+\mathrm{NO}_2 \rightarrow \mathrm{H}_2\mathrm{O}+\mathrm{NO}+\mathrm{Cl}_2
e pergunta: “os elementos que não sofreram oxidação ou redução são:” seguido das alternativas (a) a (d).\n
Informações relevantes que o enunciado dá e que vou usar:
\text{espécies presentes: }\mathrm{H},\\ \mathrm{Cl},\\ \mathrm{N},\\ \mathrm{O}é
\text{reagentes: }2\mathrm{HCl}\\ \text{e }\mathrm{NO}_2
\text{produtos: }\mathrm{H}_2\mathrm{O},\\ \mathrm{NO},\\ \mathrm{Cl}_2
O que preciso determinar: para cada elemento verificar se seu estado de oxidação (número de oxidação) muda entre reagentes e produtos. Elementos cujo número de oxidação não muda são os que “não sofreram oxidação nem redução”.

Passo 2

Explicando como descobrir mudanças de oxidação — regras básicas de número de oxidação (vou explicar como pensar passo a passo):
  • Regra 1: o número de oxidação de um átomo em uma substância elementar (por exemplo \mathrm{Cl}_2 ou \mathrm{H}_2) é 0.
  • Regra 2: para um íon monoatômico, o número de oxidação é igual à carga do íon.
  • Regra 3: em compostos, geralmente \mathrm{O} tem número de oxidação -2, salvo exceções (peróxidos, ligação a flúor etc.). Aqui usamos a regra padrão -2.
  • Regra 4: em compostos com não metais, \mathrm{H} costuma valer +1.
  • Regra 5: halogênios (como \mathrm{Cl}) normalmente têm -1 em compostos com elementos menos eletronegativos (exceto quando ligados a oxigênio ou em seu estado elementar).
  • Regra 6: a soma algébrica dos números de oxidação dos átomos em uma molécula neutra é 0.
    Também lembro o que significa “oxidação” e “redução”:
  • Oxidação: aumento do número de oxidação (o átomo perde elétrons).
  • Redução: diminuição do número de oxidação (o átomo ganha elétrons).

Passo 3

Aplicando as regras aos reagentes — calcular números de oxidação em 2\mathrm{HCl} e \mathrm{NO}_2.
Para \mathrm{HCl}:
  • Pela regra, \mathrm{H} geralmente é +1 e \mathrm{Cl} então será -1 porque a molécula é neutra.
    Logo:
\mathrm{H}:\\\ +1,\qquad \mathrm{Cl}:\\\ -1 \quad (\text{em }\mathrm{HCl})
Para \mathrm{NO}_2:
  • Tomamos \mathrm{O} como -2 cada (regra 3). Há dois oxigênios, totalizando -4.
  • Seja x o número de oxidação do nitrogênio. Pela soma de oxidação para molécula neutra:
x + 2(-2) = 0.
Logo:
x -4 = 0 \implies x = +4.
Portanto em \mathrm{NO}_2:
\mathrm{N}:\\\ +4,\qquad \mathrm{O}:\\\ -2.

Passo 4

Agora os produtos — calcular números de oxidação em \mathrm{H}_2\mathrm{O}, \mathrm{NO} e \mathrm{Cl}_2.
Para \mathrm{H}_2\mathrm{O}:
  • \mathrm{H} é +1 (cada), \mathrm{O} é -2.
    Logo:
\mathrm{H}:\\\ +1,\qquad \mathrm{O}:\\\ -2 \quad (\text{em }\mathrm{H}_2\mathrm{O})
Para \mathrm{NO}:
  • Tomamos \mathrm{O}=-2. Seja y o número de oxidação do nitrogênio:
y + (-2) = 0 \implies y = +2.
Logo:
\mathrm{N}:\\\ +2,\qquad \mathrm{O}:\\\ -2 \quad (\text{em }\mathrm{NO})
Para \mathrm{Cl}_2:
  • É uma espécie elementar diatômica, então cada átomo de cloro tem número de oxidação 0:
\mathrm{Cl}:\\\ 0 \quad (\text{em }\mathrm{Cl}_2)

Passo 5

Comparando os números de oxidação de reagentes e produtos para cada elemento (vou mostrar cada elemento separado e identificar se houve mudança):
  • Hidrogênio ( \mathrm{H}):
    • Em reagente ( \mathrm{HCl}): \mathrm{H}=+1.
    • Em produto ( \mathrm{H}_2\mathrm{O}): \mathrm{H}=+1.
    • Conclusão: \mathrm{H} não mudou de +1 para +1 — não sofreu oxidação nem redução.
  • Cloro ( \mathrm{Cl}):
    • Em reagente ( \mathrm{HCl}): \mathrm{Cl}=-1.
    • Em produto ( \mathrm{Cl}_2): \mathrm{Cl}=0.
    • Conclusão: \mathrm{Cl} mudou de -1 para 0. Como o número de oxidação aumentou ( -1 0), \mathrm{Cl} foi oxidado (perdeu elétrons).
  • Nitrogênio ( \mathrm{N}):
    • Em reagente ( \mathrm{NO}_2): \mathrm{N}=+4.
    • Em produto ( \mathrm{NO}): \mathrm{N}=+2.
    • Conclusão: \mathrm{N} mudou de +4 para +2. Como o número de oxidação diminuiu ( +4 +2), \mathrm{N} foi reduzido (ganhou elétrons).
  • Oxigênio ( \mathrm{O}):
    • Em reagente ( \mathrm{NO}_2): \mathrm{O}=-2.
    • Em produtos ( \mathrm{NO} e \mathrm{H}_2\mathrm{O}): \mathrm{O}=-2 em ambos.
    • Conclusão: \mathrm{O} permaneceu -2 — não sofreu oxidação nem redução.

Passo 6

Resumo do que cada elemento sofreu:
\mathrm{H}:\\ \text{sem mudança (} +1 \to +1\text{) — não oxida nem reduz}çã
\mathrm{O}:\\ \text{sem mudança (} -2 \to -2\text{) — não oxida nem reduz}çã
\mathrm{Cl}:\\ \text{oxidado (} -1 \to 0\text{)}
\mathrm{N}:\\ \text{reduzido (} +4 \to +2\text{)}
Portanto os elementos que NÃO sofreram oxidação nem redução são o hidrogênio e o oxigênio.

Resposta

b) hidrogênio e oxigênio.

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