Equipe de Química QUÍMICA REDOX

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1 Aluno (a): Série: 3ª Turma: TUTORIAL 7B Ensino Médio Equipe de Química Data: QUÍMICA REDOX O número de átomos numa reação química deve ser o mesmo nos reagentes e nos produtos. Para isso, existem diversos métodos de balancear essas equações de acordo com a nova disposição que cada átomo possui na molécula formada. Os números que ficam à frente das moléculas em uma reação química, são denominados coeficientes e para determinar esses valores, vamos dissertar sobre os seguintes métodos: 1) Método das Tentativas 2) Método Algébrico 3) Método Redox Porém, todos os 3 métodos se baseiam no mesmo princípio básico que é: Igualar o número total de átomos de cada elemento no 1º e no 2º membros da equação química, porque durante uma reação química o número de átomos é conservado. 1) Método das Tentativas Comece a ajustar pelo(s) elemento(s) que apareça(m) apenas uma vez no 1º membro e apenas uma vez no 2º membro da equação química. Ex.: Cl 2 O 7 + Fe(OH) 3 Fe(ClO 4 ) 3 + H 2 O Para balancear o Cl: perceba que no 1º membro existem 2 átomos e no 2º membro existem 3 átomos de Cl. Assim, multiplique o primeiro e o segundo membro por 3 e 2 respectivamente, na frente da molécula que contém o átomo de Cloro. Em seguida balanceie o metal, o hidrogênio e o oxigênio. Obtenha os seguintes coeficientes: 3, 2, 2, 3 2) Método algébrico A sequência do método é a seguinte: I) Considerar os coeficientes da equação química como incógnitas algébricas: x, y, z, w etc. II) Escrever para cada elemento químico participante da equação química uma equação algébrica que indique a igualdade do seu número de átomos no 1º e no 2º membros. III) Resolver o sistema algébrico formado, o qual será sempre indeterminado; por isso somos obrigadosa arbitrar um valor para uma das incógnitase em geral arbitramos o valor 1. Colégio A. LIESSIN Scholem Aleichem NANDA/JUL/

2 Ex.: Balancear, pelo método algébrico, as seguintes equações químicas: Al + H 2 SO 4 (conc.) Al 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + H 2 O x Al + y H 2 SO 4 (conc.) z Al 2 (SO 4 ) 3 + w SO 2 + t H 2 O 2º) Al = 2z (1) H = 2y = 2t = y = t (2) S = y = 3z + w (3) O = 4y = 12z + 2w + t (4) III) Arbitremos z = 1 e resolvamos o sistema de equações. Se z = 1 e x = 2z (1).: x = 2.: 1 x = 2 Substitui-se z pelo seu valor nas equações (3) e (4): y = 3z + w (3).:y = 3.: 1 + w.: y = 3 + w (5) 4y = 12z + 2 w + t (4).: 4y = 12.: w + t : 4y = w + t mas: y = t (2) 4y = w + y 3y = w (6) Resolvendo-se o sistema de novas equações (5) e (6), vem: y = 3 + w (5) y = 6 e w = 3 3y = w (6) mas: y = t (2).: t = 6 Logo, a equação balanceada ficará: 2 Al + 6 H 2 SO 4 (conc.) 1 Al 2 (SO 4 ) SO H 2 O 3) Método REDOX Lembrando que o número de elétrons perdidos deve ser sempre igual ao número de elétrons ganhos; O elemento que sofre redução é o Agente oxidante; O elemento que sofre oxidação é o Agente redutor; Passo a Passo: 1º Procurar na equação de redox o elemento oxidado e o elemento reduzido. 2º Verificar se a oxidação é total ou parcial. Fazer o mesmo com a redução. Se ambas forem totais, trabalhar com o 1º membro ou com o 2º membro, tanto faz. Se pelo menos uma for parcial, trabalhar com o 2º membro. 3º Calcular o nº de elétrons perdidos (e.p.) pelo elemento oxidado e o no de elétrons ganhos (e.g.) pelo elemento reduzido. 4º Inverter os resultados obtidos no 3º item, encontrando os 2 coeficientes desejados. 5º Os demais coeficientes são obtidos por tentativas. Colégio A. LIESSIN Scholem Aleichem NANDA/JUL/

3 KMnO 4 + HCl KCl + MnCl 2 + Cl 2 + H 2 O Cl oxidação parcial Mn redução total Logo, temos de trabalhar com o 2º membro (Cl 2 e MnCl 2 ): Cl 2 oxidação Cl: 1 a 0 = 1 e.p. x 2 = 2 e.p. 5 MnC 2 redução Mn: +7 a +2 = 5 e.g. 2 5é o coefi ciente do Cl2 2é o coefi ciente do MnCl2 Logo, fica: KMnO 4 + HCl KCl + 2 MnCl Cl 2 + H 2 O Os demais coeficientes são obtidos por tentativas. Exercícios: 1. O citocromo C, nas suas formas reduzida e oxidada [CitC(Fe 2+ ) e CitC(Fe 3+ )], é uma proteína responsável pelo transporte de elétrons no organismo. Sua reação com o oxigênio molecular está representada abaixo. 4CitC(Fe 2+ ) + 4H + + O 2 4CitC(Fe 3+ ) + H 2 O ΔEº= + 0,562 V Com base na reação, marque a alternativa INCORRETA. a) A molécula de oxigênio é reduzida pela molécula de CitC(Fe 2+ ). b) A reação entre CitC(Fe 2+ ) e O 2 é espontânea. c) O módulo da variação no número de oxidação do oxigênio é igual a 2. d) A reação acima envolve a transferência de 4 mols de elétrons entre os agentes oxidante e redutor. e) A molécula de CiTC(Fe 2+ ) é o agente oxidante da reação. 2. Na produção de combustível nuclear, o trióxido de urânio é transformado no hexafluoreto de urânio, como representado pelas equações químicas: Sobre tais transformações, pode-se afirmar, corretamente, que ocorre oxirredução apenas em: a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) I e III. Colégio A. LIESSIN Scholem Aleichem NANDA/JUL/

4 3. Uma camada escura é formada sobre objetos de prata expostos a uma atmosfera poluída contendo compostos de enxofre. Esta camada pode ser removida quimicamente envolvendo os objetos em questão com uma folha de alumínio. A equação química que melhor representa a reação que ocorre neste caso é: a) 3Ag 2 S(s) + 2 Al(s) 6Ag(s) + Al 2 S 3 (s) b) 3 Ag 2 O(s) + 2Al(s) 6Ag(s) + Al 2 O 3 (s) c) 3AgH(s) + Al(s) 3Ag(s) + AlH 3 (s) d) 3Ag 2 SO 4 (s) + 2Al(s) 6Ag(s) + Al 2 S 3 (s) + 6O 2 (g) e) 3Ag 2 SO 3 (s) + 2Al(s) 6Ag(s) + Al 2 S 3 (s) + 9/2O 2 (g) 4. O nitrato de cobre é bastante utilizado nas indústrias gráficas e têxteis e pode ser preparado por três métodos: Método I: Cu(s) + HNO 3 (conc.) Cu(NO 3 ) 2 (aq) + NO 2 (g) + H 2 O ( ) Método II: 2 Cu (s) + O 2 (g) 2 CuO (s) 2 CuO (s) + HNO 3 (dil.) 2 Cu (NO 3 ) 2 (aq) + H 2 O ( ) Método III: 3 Cu (s) + HNO 3 (dil.) 3 Cu (NO 3 ) 2 (aq) + NO (g) + 4 H 2 O ( ) 2 NO (g) + O 2 (g) 2 NO 2 (g) Para um mesmo consumo de cobre, a) os métodos I e II são igualmente poluentes. b) os métodos I e III são igualmente poluentes. c) os métodos II e III são igualmente poluentes. d) o método III é o mais poluente dos três. e) o método I é o mais poluente dos três. 5. O teor de ferro na hemoglobina pode ser determinado através da conversão de todo o ferro presente na amostra de sangue a Fe 3+, seguida de reação do material com permanganato, conforme pode ser observado na equação não-balanceada a seguir. t H + + u MnO 4 + v Fe 2+ x Fe 3+ + y Mn 2+ + z H 2 O Após o balanceamento da equação com os menores coeficientes inteiros possíveis, os valores de t, u, v, x, y e z serão, respectivamente, iguais a: a) 4, 2, 3, 3, 2, 2; b) 4, 2, 2, 2, 2, 2; c) 8, 1, 5, 5, 1, 4; d) 8, 2, 4, 4, 1, 4; e) 8, 1, 3, 3, 2, 4. Colégio A. LIESSIN Scholem Aleichem NANDA/JUL/

5 6. Observe as equações químicas seguintes. I. SO 2 + O 2 SO 3 II. SnO 2 + HCl SnCl 4 + H 2 O A soma de todos os coeficientes dessas equações, após balanceadas com os menores inteiros possíveis, será: a) 8 b) 10 c) 11 d) 13 e) Pelo fato de o gás carbônico não ser combustível nem comburente, e ser mais denso que o ar, ele é usado em extintores de incêndio. Uma reação para a obtenção do gás carbônico pode ser representada pela equação: NaHCO 3 + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O Se essa equação for corretamente balanceada, a soma de todos os coeficientes mínimos e inteiros é igual a: a) 5 b) 8 c) 12 d) 14 e) Substâncias orgânicas, quando despejadas em sistemas aquáticos, podem sofrer diferentes reações em função, principalmente, do grau de oxigenação, da presença de outras espécies e do tipo de bactérias presentes. As reações seguintes ilustram duas delas: 4CH 4 O 3CH 4 + CO 2 + 2H 2 O 5CH 4 O + 6NO 3 + 6H + 3N 2 + 5CO H 2 O Analisando-se essas reações, foram feitas as seguintes afirmações: I. As duas reações devem ocorrer em condições anaeróbicas. II. A segunda reação contribui para a denitrificação (redução do teor de nitrogênio dissolvido) de águas poluídas. III. Nas duas reações, formam-se gases que podem atuar como combustíveis. São verdadeiras as afirmações: a) I, apenas. b) I e II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. Colégio A. LIESSIN Scholem Aleichem NANDA/JUL/

6 9. Dada a equação: Fe 3 O 4 (s) + H 2 (g) Fe(s) + H 2 O(g), a soma total dos coeficientes mínimos e inteiros de todas as espécies químicas envolvidas, após o balanceamento da equação, é: a) 8 b) 11 c) 12 d) 14 e) Considere a equação da reação descrita a seguir: KMnO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O + O 2. Após o balanceamento, todas as alternativas abaixo estão corretas exceto: a) o coeficiente do sulfato de potássio é 1 b) a soma dos coeficientes da água oxigenada e do oxigênio é 10. c) o coeficiente do ácido sulfúrico é 3. d) o coeficiente da água oxigenada é 8. e) a soma dos coeficientes do permanganato de potássio e do sulfato de manganês é 4. Gabarito 1. E 2. E 3. A 4. E 5. C 6. D 7. B 8. B 9. C 10. D Colégio A. LIESSIN Scholem Aleichem NANDA/JUL/

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