1. (Santa Casa-SP) 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.
e) nitrogênio e cloro.

Passo 1

O enunciado dá a reação
2\mathrm{HCl}+\mathrm{NO}_2 \rightarrow \mathrm{H}_2\mathrm{O}+\mathrm{NO}+\mathrm{Cl}_2
e pede: quais são os elementos que NÃO sofreram oxidação nem redução (ou seja, cujo número de oxidação permaneceu o mesmo entre reagentes e produtos). Informações relevantes do enunciado: as espécies envolvidas são \mathrm{HCl}, \mathrm{NO}_2, \mathrm{H}_2\mathrm{O}, \mathrm{NO} e \mathrm{Cl}_2. Não há cargas líquidas (todas as espécies são neutras).

Passo 2

Regra prática para resolver esse tipo de questão — como calcular número de oxidação (n.o.):
  • O n.o. de um elemento no estado elementar é 0. Ex.: \mathrm{Cl}_2 tem n.o. de Cl igual a 0.
  • Hidrogênio ligado a não metálico costuma ter n.o. +1 (exceto hidretos metálicos).
  • Oxigênio em compostos simples costuma ter n.o. -2 (exceto peróxidos e com flúor).
  • A soma algébrica dos números de oxidação numa espécie neutra é 0; numa espécie iônica é igual à carga da espécie.
    Vou usar essas regras para calcular os n.o. de cada elemento nas fórmulas dadas.

Passo 3

Calcular n.o. nos reagentes.
  1. Em \mathrm{HCl}: aplicando a regra, \mathrm{H} tem n.o. +1 e a soma deve ser 0, logo \mathrm{Cl} tem n.o.
+1 + x = 0 \quad\Rightarrow\quad x = -1.
Portanto em \mathrm{HCl}: \mathrm{H}=+1, \mathrm{Cl}=-1.
  1. Em \mathrm{NO}_2: cada oxigênio costuma ser -2. Como há dois oxigênios, soma de O é -4. A soma total da molécula neutra é 0, então para o nitrogênio x vale
x + 2\cdot(-2) = 0 \quad\Rightarrow\quad x -4 = 0 \quad\Rightarrow\quad x = +4.
Portanto em \mathrm{NO}_2: \mathrm{N}=+4, cada \mathrm{O}=-2.

Passo 4

Calcular n.o. nos produtos.
  1. Em \mathrm{H}_2\mathrm{O}: oxigênio costuma ser -2; há dois hidrogênios cuja soma é +2, então
2\cdot(+1) + (-2) = 0,
logo em \mathrm{H}_2\mathrm{O}: \mathrm{H}=+1, \mathrm{O}=-2.
  1. Em \mathrm{NO}: oxigênio -2 normalmente; a molécula é neutra, então para o nitrogênio x
x + (-2) = 0 \quad\Rightarrow\quad x = +2.
Portanto em \mathrm{NO}: \mathrm{N}=+2, \mathrm{O}=-2.
  1. Em \mathrm{Cl}_2: é o elemento no estado elemental, então cada \mathrm{Cl} tem n.o. 0.

Passo 5

Comparar n.os. de reagentes e produtos para cada elemento (mesmo elemento, considerar onde aparece):
  • Hidrogênio: em reagente ( \mathrm{HCl}) tem n.o. +1; em produto ( \mathrm{H}_2\mathrm{O}) tem n.o. +1. Portanto não mudou.
  • Oxigênio: em reagente ( \mathrm{NO}_2) cada O é -2; em produtos ( \mathrm{H}_2\mathrm{O} e \mathrm{NO}) também é -2. Portanto não mudou.
  • Nitrogênio: em reagente ( \mathrm{NO}_2) é +4; em produto ( \mathrm{NO}) é +2. O n.o. diminuiu ( +4 \to +2), logo o nitrogênio foi reduzido.
  • Cloro: em reagente ( \mathrm{HCl}) é -1; em produto ( \mathrm{Cl}_2) é 0. O n.o. aumentou ( -1 \to 0), logo o cloro foi oxidado.
Lembrete rápido: aumento do n.o. = oxidação (perda de elétrons); diminuição do n.o. = redução (ganho de elétrons).

Passo 6

Conclusão: os elementos cujo número de oxidação permaneceu o mesmo (ou seja, não sofreram oxidação nem redução) são o hidrogênio e o oxigênio.

Resposta

b) hidrogênio e oxigênio.

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