Qui. Allan Rodrigues Xandão (Renan Micha) (Gabriel Pereira)

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1 Semana 11 Allan Rodrigues Xandão (Renan Micha) (Gabriel Pereira) Este conteúdo pertence ao Descomplica. Está vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados.

2 CRONOGRAMA 04/04 Funções inorgânicas: bases Funções inorgânicas: ácidos 08:00 18:00 11:00 21:00 11/04 Funções inorgânicas: sais Teorias ácido-base 08:00 18:00 11:00 21:00 18/04 Reações químicas 08:00 18:00 Balanceamento de equações por tentativa e reações redox 11:00 21:00 25/04 Balanceamento redox Relações númericas 08:00 18:00 09:00 19:00

3 Balanceamento redox 25 abr 01. Resumo 02. Exercício de Aula 03. Exercício de Casa 04. Questão Contexto

4 RESUMO Agora que já sabemos o que é uma reação de oxirredução e algumas regrinhas de nox, somos capazes de avaliar os valores de número de oxidação para identificar reações deste tipo. Após vermos os números de oxidação, porém, devemos nos certificar de que a equação está devidamente balanceada. E, para isso, devemos seguir um passo a passo que nos trará bastante tranquilidade se corretamente entendido. Conclusão: Há oxidação no Br, de HBr para Br2 Assim, o par que oxida e reduz é: Br e Mn Mas quem é o agente oxidante e o redutor dessa reação? Relembrando, o agente oxidante contém o elemento que sofreu redução. Portanto, KMnO4. Veja a reação abaixo, como exemplo: KMnO4 + HBr KBr + MnBr2 + H2O + Br2 Esta é uma reação redox. Vamos ver por quê? O agente redutor, por sua vez, contém o elemento que sofreu oxidação: HBr. Dica: os agentes estarão sempre do lado dos reagentes. Abaixo, avaliamos os nox de cada elemento e vasculhamos qualquer variação. K: +1 antes, em KMnO4, e +1 depois, em KBr, da reação Obs. metal alcalino em compostos assumem este valor de nox porque tendem a perder um elétron Até aqui temos já a primeira conclusão, agora devemos balancear a equação. Para isso, seguiremos com os seguintes passos: determinar a variação de nox nos elementos. O Mn, nos reagentes, tem nox +7. Nos produtos, +2. Sua variação, ou, simbolicamente, ΔNOX, é de Mn: +7 nos reagentes, em KMnO4, e +2 nos produtos, em MnBr2 O Br sai de -1, nos reagentes, e vai para 0 nos produtos. A variação é de 1. Obs. O nox deste elemento foi obtido pela regra de somatório dos valores de nox = 0 para moléculas neutras. Devemos escolher duas substâncias para realizar o balanceamento inicial (para depois seguir por tentativas). O Mn reduz! Aqui já temos recursos suficientes para dizer que há uma reação de oxirredução em curso, porque se algum elemento reduz, outro, necessariamente, oxidou. Porém, vamos prosseguir. Neste caso, o Mn se torna MnBr2 nos produtos, ou seja, apenas um produto contém esse elemento. Quando isso acontece, você pode usar o reagente para balancear. O: -2 nos reagentes, em KMnO4, e -2 nos produtos, em H2O. H: +1 nos reagentes, em HBr, e +1 nos produtos, em H2O Br: -1 antes da reação, em HBr, e alguns casos no produto. Dois deles mantém o nox -1 (em KBr e MnBr2), porém, este eleva a 0 em Br2 (nox de qualquer substância simples é zero) O bromo se divide em dois produtos e só sofreu redução quando se tornou Br2. Por esse motivo, vamos utilizar o Br2 para o balanceamento. Assim, o valor de Δ do Mn vai para o produto Br2 e o valor de Δ de Br vai para o produto KBr. E como escolhemos uma substância com 2 átomos no caso do Br, o Δ dele será multiplicado por 2. ΔNOX(Br) = 1 x 2 = 2 ΔNOX(Mn) = 1 x 5 = 5

5 Assim, temos: KMnO4 + HBr 2KBr + MnBr2 + H2O + 5Br2 Seguimos, agora, para o próximo passo: balanceamento por tentativa. Nesse caso, o K ficou definido nos produtos. Podemos balanceá-lo nos reagentes. 2KMnO4 + HBr 2KBr + MnBr2 + H2O + 5Br2 C: O carbono vai de +0 em C para +2 em CO. O Δ C é, portanto, 2. Assim, cruzando os valores, Δ C será o coeficiente estequiométrico do Ca3(PO4)2 e Δ P será o coeficiente do carbono (C). 2Ca3(PO4)2 + SiO2 + 10C P4 + CO + CaSiO3 Como definimos P e C nos reagentes, podemos, por tentativa, defini-los nos produtos (destaque em negrito no produto): Agora balanceamos o Mn. 2Ca3(PO4)2 + SiO2 + 10C 1P4 + 10CO + CaSiO3 2KMnO4 + HBr 2KBr + 2MnBr2 + H2O + 5Br2 Agora o Br: 2KMnO4 + 16HBr 2KBr + 2MnBr2 + H2O + 5Br2 Agora o H e o O: 2KMnO4 + 16HBr 2KBr + 2MnBr2 + 8H2O + 5Br2 Este é o procedimento geral. Porém, existem mais tipos de exercícios que você pode vir a enfrentar na sua jornada: Continuando por tentativas, o Ca, porque já está definido nos reagentes: 2Ca3(PO4)2 + SiO2 + 10C 1P4 + 10CO + 6CaSiO3 Agora o O: 2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C 1P4 + 10CO + 6CaSiO3 Pronto! Agora temos a equação balanceada. O caso que foi explicado aqui... Quando um dos elementos que varia o nox está em dois ou mais produtos distintos 123 E a estratégia ótima de resolução difere após descobrir os valores de Δ (variação de nox dos elementos da reação). O caso abaixo, não balanceado ainda, onde os elementos que sofrem variação no nox aparecem em apenas um produto da reação: Ca3(PO4)2 + SiO2 + C P4 + CO + CaSiO3 - Repare que P aparece apenas em Ca3(PO4)2 e C apenas em CO Quando isso acontece, devemos balancear primeiro as substâncias (onde os elementos que reduzem/ oxidam aparecem) do lado do reagente: Ca3(PO4)2 e C. P: Note que o fósforo reduz de +5 para 0, uma variação de 5. Porém, temos dois átomos de fósforo no reagente que pegamos para balancear. Assim, o Δ P se torna 10 = 5 x 2. Equações envolvendo íons. Nesse caso, devemos prosseguir o balanceamento normalmente e, assim como em qualquer reação, a regra abaixo pode ser usada para auxiliar. A carga dos reagentes deve ser igual à carga dos produtos Obs. Dica do professor Allan! Após verificar os valores de nox e determinar os valores de delta, selecione o lado da reação (reagentes ou produtos) que contenha as substâncias com maior atomicidade (do elemento que sofreu oxidação ou redução) e realize o processo de inversão dos deltas nas substâncias do lado escolhido. Pronto, agora somos capazes de prosseguir o conteúdo. Bons estudos!

6 EXERCÍCIOS PARA AULA 1. Alguns compostos químicos são tão instáveis que sua reação de decomposição é explosiva. Por exemplo, a nitroglicerina se decompõe segundo a equação química a seguir: xc3h5(no3)3(l) yco2(g) + zh2o(l) + wn2(g) + ko2(g) A partir da equação, a soma dos coeficientes x + y + z + w + k é igual a: a)11 b)22 c)33 d)44 e)55 2. Uma importante rota de determinação de ferro é a titulação que utiliza permanganato de potássio em meio ácido. A equação não-balanceada da reação química envolvida é MnO4 - + Fe 2+ + H + Mn 2+ + Fe 3+ + H2O A soma dos coeficientes apenas no lado dos produtos, após o balanceamento é: a) 23 b) 14 c) 10 d) 3 e) A pureza das águas subterrâneas de Natal (RN) se encontra ameaçada pela insuficiência do sistema de saneamento urbano, uma vez que a construção de fossas sépticas contribui para a poluição dos poços artesianos. Os principais contaminantes são os nitratos (NO3 - ) e nitritos (NO2 - ), que se infiltram nos lençóis freáticos. A professora Ruth, após a discussão sobre esse tema, demonstrou uma reação de oxirredução que permite identificar a poluição pelo íon nitrito (NO2 - ). Em solução aquosa acidulada, esse íon reage com a uréia, liberando nitrogênio e gás carbônico, segundo a equação (não-balanceada) abaixo: NO2- + H+ + CO(NH2)2 N2 + CO2 + H2O Nessa reação, os coeficientes estequiométricos para o balanceamento dos produtos da equação são, respectivamente: a) 1, 2 e 3. b) 1, 3 e 2. c) 2, 1 e 3. d) 3, 1 e 2. e) 2, 2 e 2

7 4. Dada a equação de oxirredução não balanceada: KMnO4 + H2SO4 + Kl MnSO4 + K2SO4 + I2 + H2O Após balanceamento, a relação entre o coeficiente do redutor e do oxidante será: a) 2 b) 1/5 c) 3/4 d) 1/3 e) 5 5. O íon sulfito (SO3 2- ) reage com o íon bicromato (Cr2O7 2- ), segundo a equação: Cr2O7 2- (aq) + SO3 2- (aq) + H3O+(aq) Cr3+(aq) + SO4 2- (aq) + H2O(l) Calculando a soma dos valores que balanceiam a equação acima, obtemos: 6. a)15 b)5 c)12 d)29 e)28 Na equação: HBrO3 + SO2 + H2O Br2 + H2SO4, o agente oxidante, o agente redutor e os coeficientes são, respectivamente: 125 a) Br2, H2SO4 e 1, 5, 2, 1, 5 b) HBrO3, SO2 e 1, 5, 2, 1, 5 c) SO2, HBrO3 e 2, 5, 4, 1, 5 d) HBrO3, SO2 e 2, 5, 4, 1, 5 e) Br2, SO2 e 2, 5, 4, 1, 5 EXERCÍCIOS PARA CASA 1. Os coeficientes estequiométricos da reação química balanceada dada a seguir são: akmno4(aq) + bfecl2(aq) + chcl(aq) dmncl2(aq) + efecl3(aq) + fkclaq) + gh2o (aq) a) a = 1, b = 5, c = 8, d = 1, e = 5, f = 1, g = 4. b) a = 5, b = 2, c = 3, d = 1, e = 2, f = 8, g = 10. c) a = 3, b = 5, c = 3, d = 1, e = 3, f = 10, g = 8. d) a = 2, b = 10, c = 3, d = 1, e = 2, f = 10, g = 8. e) a = 3, b = 1, c = 4, d = 3, e = 4, f = 2, g = 4

8 2. Num sapato de cromo, o couro é tratado com um banho de licor de cromo, preparado através da reação representada pela equação: Na2Cr2O7 + xso2 + H2O ycr(oh)so4 + Na2SO4 Depois de balanceada com os menores coeficientes inteiros possíveis, ela apresenta: x y a) 3 2 b) 2 3 c) 2 2 d) 3 3 e) A equação química: 2Mg(OH)2 + xhcl 2MgCl2 + 4H2O fica estequiometricamente correta se x for igual a: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) A soma dos coeficientes da equação abaixo é igual a Br2 + KOH KBrO3 + KBr + H2O a) 13 b) 20 c) 19 d) 15 e) Da reação abaixo equacionada, é incorreto afirmar que: Cu2S + O2 Cu + SO2 a) o cobre metálico é produzido pela redução do Cu 1+. b) a soma dos menores coeficientes inteiros do balanceamento é igual a 5. c) o gás oxigênio tem número de oxidação igual a zero. d) um dos produtos é o gás carbônico. e) um dos reagentes é o sulfeto de cobre I.

9 QUESTÃO CONTEXTO O fósforo branco (P4) é uma substância muito empregada para finalidades bélicas, na confecção de bombas incendiárias e granadas luminosas. Ele é obtido pelo aquecimento, em forno elétrico, de fosfato de cálcio, areia e coque. A equação química (não-balanceada) é: Ca3(PO4)2 + SiO2 + C CaSiO3 + CO + P4 Realize o balanceamento correto da equação acima e indique os reagentes oxidante e redutor 127 GABARITO 01. Exercícios para aula 1. c 2. c 3. c 4. e 5. d 6. d 03. Questão contexto 2:6:10:6:10:1 C é o agente redutor e Ca3(PO4)2, o oxidante. 02. Exercícios para casa 1. a 2. a 3. d 4. e 5. d

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