Exercícios Resolvidos de Reações REDOX

Peter Atkins & Loretta Jones. Princípios da Química, 5ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2012, pp 519-Teste 13.1A.

O cobre reage com ácido nítrico diluído para formar nitrato de cobre (II) e o gás óxido nítrico, N O . Escreva a equação iônica simplificada da reação.

Passo 1

Vamos escrever uma reação do cobre metálico (NOX 0 ) com ácido nítrico diluído (ou seja, em meio aquoso), formando os produtos indicados:

C u ( s ) 0 + H ( a q ) + + N O 3 ( a q ) - → C u ( a q ) 2 + + N O 3 ( a q ) - + N O ( g )

Observe que escrevemos o ácido nítrico, H N O 3 , na sua forma aquosa, ou seja, dissociada em H + e N O 3 - . Fizemos o mesmo com o nitrato de cobre (II), C u ( N O 3 ) 2 . E não nos preocupamos em balancear nada, pois faremos isso nos próximos passos, beleza? Sabemos, por exemplo, que aquele nitrato não pode aparecer dos dois lados (reagentes e produtos) da nossa reação global.

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Passo 2

Vamos calcular o NOX da galera, pra descobrir quem está sofrendo oxidação e quem está sofrendo redução.

C u ⏞ 0 ( s )   + H ⏞ + 1   ( a q ) + + N ⏞ + 5 O ⏞ - 2 3   ( a q ) - → C u ⏞ 2 +   ( a q ) 2 + + N ⏞ + 5 O ⏞ - 2 3   ( a q ) - + N ⏞ + 2 O ⏞ - 2 ( g )

Como o cobre está passando do NOX 0 para NOX + 2 , ele está sofrendo oxidação. Já o nitrogênio, que passa do NOX + 5 para NOX + 2 , está sofrendo redução.

Passo 3

Hora de montar as semi-reações de redução e oxidação:

Semi-reação de oxidação:

C u ( s ) 0 → C u ( a q ) 2 + + 2 e -

Semi-reação de redução:

N O 3 ( a q ) - + 3 e - → N O ( g )

Colocamos 3 e - porque cada N , ao passar de NOX + 5 para NOX + 2 , ganha 3 elétrons. Mas a semi-reação de redução não está balanceada! Observe que no lado dos reagentes temos 4 cargas negativas, enquanto o lado dos produtos está neutro.

Como resolvemos isso? Como estamos em meio ácido, podemos adicionar H + nos reagentes, pra neutralizar todas aquelas cargas negativas. Precisamos de 4 H + para atingir a neutralidade de cargas.

N O 3 ( a q ) - + 4 H + + 3 e - → N O ( g )

Acabou? Ainda não!

Agora a gente pode ver que o número de átomos não ficou balanceado! Nos reagentes temos 4 H que não aparecem nos produtos. Além disso, temos 3 O nos reagentes e apenas 1 nos produtos.

Solução: adicionar água no lado oposto ao que adicionamos H .

N O 3 ( a q ) - + 4 H + + 3 e - → N O ( g ) + 2 H 2 O ( l )

Beleza, semi-reação de redução pronta!

Passo 4

Agora é hora de fazer a reação global.

Podemos simplesmente juntar as duas semi-reações? Não. Por quê? Porque o número de elétrons não está balanceado!

Com 2 e - na semi-reação de oxidação e 3 e - na semi-reação de redução, precisamos multiplicar a primeira por 3 e a segunda por 2 .

Olha aí como vai ficar:

A equação iônica simples da reação é a reação global:

3 C u s 0 + 2 N O 3 ( a q - + 8 H + → 3 C u a q 2 + + 2 N O g + 4 H 2 O l

Na equação iônica simples não aparecem os íons expectadores. Aqueles que apareceriam nos reagentes e produtos, não sofrendo alterações durante a reação. Aparecem os íons envolvidos na reação REDOX e substâncias metálicas e moleculares.

Resposta

3 C u s 0 + 2 N O 3 ( a q - + 8 H + → 3 C u a q 2 + + 2 N O g + 4 H 2 O l

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