Analise as reações.

Reação 1 – Obtenção de água sanitária

Cℓ2 (g) + 2NaOH (aq) → NaCℓ O (aq) + NaCℓ (aq) + H2O (ℓ)

Reação 2 – Reação de carga de uma bateria chumbo/ácido

2PbSO4 (s) + 2H2O (ℓ) → Pb (s) + PbO2 (s) + 2H2SO4 (aq)

Reação 3 – Combustão de magnésio metálico

Mg (s) + 1/2 O2 (g) → MgO (s)

Reação 4 – Obtenção de cal

CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g)

São exemplos de oxirredução, que apresentam um reagente atuando simultaneamente como oxidante e redutor, as reações

Esta questão aborda as reações de oxirredução.

Nesse tipo de reação ocorre transferência de elétrons e uma espécie é reduzida (ganha elétrons, número de oxidação diminui), enquanto que outra espécie é oxidada (perde elétrons, número de oxidação aumenta).

Sendo assim, analisemos as quatro reações, sabendo que na oxirredução é necessário que o número de oxidação (NOX) das espécies seja alterado:

• Reação 1:

Cℓ₂ (g) + 2NaOH (aq) → NaCℓO (aq) + NaCℓ (aq) + H₂O (ℓ)

Nessa reação o cloro tem seu NOX alterado. Nos reagentes ele possui NOX igual a zero, pois o Cl₂ é uma substância simples. Analisemos o seu NOX nos produtos:

- NaClO

O sódio possui NOX fixo igual a +1 e o oxigênio possui NOX igual a -2, para que a soma total seja zero (composto neutro), temos que:

+ 1 + NOX (Cl) – 2 = 0    ∴   NOX (Cl) = 2 -1 = +1

- NaCl

O sódio possui NOX fixo igual a +1 e para que a soma seja igual a zero (composto neutro), temos que:

+ 1 + NOX (Cl) = 0     ∴   NOX (Cl) = - 1   

Logo, como o NOX é alterado, há transferência de elétrons, o que indica que essa reação é de oxirredução.

• Reação 2:

2PbSO₄ (s) + 2H₂O (ℓ) → Pb (s) + PbO₂ (s) + 2H₂SO₄ (aq)

Nessa reação o chumbo tem seu NOX alterado. No produto, como Pb(s), ele possui NOX igual a zero, pois é uma substância simples. Analisemos os seus NOX nos outros compostos:

- PbSO₄

No ânion SO₄^2- o NOX do oxigênio é igual a – 2 e o do enxofre é igual a + 6, o que gera o valor da carga do ânion igual a - 2. Dessa forma, para que a soma do NOX seja igual a zero (composto neutro), temos que:

NOX (Pb) – 2 = 0   ∴   NOX (Pb) = + 2

- PbO₂

No composto PbO₂ o NOX do oxigênio é igual a – 2. Como são dois oxigênios, para que a soma do NOX seja igual a zero (composto neutro), temos que:

NOX (Pb) + 2 × (- 2) = 0     ∴   NOX (Pb) = + 4

Como ocorre alteração no NOX, há transferência de elétrons, o que indica que essa reação é de oxirredução.

• Reação 3:

Mg (s) + 1/2 O₂ (g) → MgO (s)

Nessa reação ocorre alteração no NOX, uma vez que o NOX do magnésio no reagente é igual a zero (substância simples) mas no produto está como cátion, com seu NOX fixo igual a + 2. O oxigênio também tem seu NOX alterado, pois no reagente possui NOX igual a zero (substância simples) e no produto possui NOX igual a – 2 (para que a soma total do composto neutro seja igual a zero). Portanto, essa reação é classificada como uma reação de oxirredução.

• Reação 4:

CaCO₃ (s) → CaO (s) + CO₂ (g)

Nessa reação não há alteração no NOX dos elementos, uma vez que o cálcio está como cátion e possui NOX fixo igual + 2 nos compostos CaCO₃ e CaO. O carbono possui NOX igual a + 4 nos compostos CaCO₃ e CO₂ e o oxigênio possui NOX igual a - 2 nos compostos CaCO₃, CaO e CO₂. Logo, não há transferência de elétrons e essa reação não é definida como uma reação de oxirredução.

É importante saber que, para um reagente atuar simultaneamente como oxidante e redutor, ele precisa sofrer oxidação e redução, pois assim ele provoca a redução e a oxidação de outras substâncias.

Com base no exposto analisemos as alternativas:

A) Incorreta. Na reação 1 o cloro sofre oxidação e redução (seu NOX aumenta e diminui), logo, ele é um agente redutor e oxidante. Na reação 3, entretanto, não há uma espécie que sofre oxidação e redução simultaneamente.

B) Incorreta. Na reação 2 o chumbo sofre oxidação e redução (seu NOX aumenta e diminui), logo, ele é um agente redutor e oxidante. Na reação 3, entretanto, não há uma espécie que sofre oxidação e redução simultaneamente.

C) Incorreta. Na reação 1 o cloro sofre oxidação e redução (seu NOX aumenta e diminui), logo, ele é um agente redutor e oxidante. A reação 4, entretanto, não é uma reação de oxirredução.

D) Incorreta. Na reação 2 o chumbo sofre oxidação e redução (seu NOX aumenta e diminui), logo, ele é um agente redutor e oxidante. A reação 4, entretanto, não é classificada como uma oxirredução.

E) Correta. Na reação 1 o cloro sofre oxidação e redução (seu NOX aumenta e diminui), logo, ele é um agente redutor e oxidante. Assim como o cloro na reação 1, o chumbo também sofre oxidação e redução na reação 2. Portanto, ambas são exemplos de oxirredução, que apresentam um reagente atuando simultaneamente como oxidante e redutor.

Gabarito da Professora: Letra E.