Exercícios sobre oxidação e redução
A produção do metal manganês é realizada a partir de uma reação de simples troca com carvão e minério pirolusita (MnO2), como representado na equação a seguir:
MnO2 + C → Mn + CO2
Podemos afirmar que o(s) agente(s) redutor(es) dessa equação é(são):
a) MnO2
b) MnO2 e CO2
c) CO2
d) C
e) Mn
Letra d). Um agente redutor é a substância que possui o átomo que sofre oxidação (perda elétrons), fato esse que pode ser comprovado a partir da determinação do NOX de cada um dos átomos envolvidos, como demonstrado a seguir:
→ Reagente Dióxido de Manganês IV (MnO2):
- Oxigênio (sigla O) possui sempre NOX -2 quando não é um peróxido, substância de fórmula geral X2O2 ou YO2, ou um superóxido, substância de fórmula geral X2O4 ou YO4, desde que X e Y não sejam metais alcalinos ou alcalinoterrosos;
- Manganês (sigla Mn) possui NOX +4, pois o NOX de cada átomo de oxigênio é -2, e a soma de todos os NOX da substância deve ser igual a 0.
→ Reagente Carbono (C): NOX igual a 0 por ser uma substância simples.
→ Produto Manganês (Mn): NOX igual a 0 por ser uma substância simples.
→ Produto Dióxido de Carbono (CO2):
- Carbono (sigla C) possui NOX +4, pois o NOX de cada átomo de oxigênio é -2, e a soma de todos os NOX da substância deve ser igual a 0;
- Oxigênio possui NOX -2 por não estar em um peróxido ou superóxido;
- Hidrogênio possui NOX +1 por acompanhar um ametal.
Analisando os NOX determinados, temos que o carbono sofre oxidação, pois seu NOX aumenta de 0 a +4 do reagente para o produto, logo, ele é o agente redutor.
O metal ferro (representado pela sigla Fe) pode ser regenerado a partir da reação de simples troca entre o hidróxido de ferro II e o metal zinco, como podemos acompanhar na equação a seguir:
Fe(OH)2 + Zn → Zn(OH)2 + Fe
A partir da análise da equação de obtenção do ferro, podemos afirmar que:
a) O ferro sofre oxidação porque perde elétrons.
b) O zinco sofre oxidação porque perde elétrons.
c) O ferro sofre redução porque perde elétrons.
d) O zinco sofre redução porque ganha elétrons.
e) O ferro sofre oxidação porque ganha elétrons.
Letra b). A resposta da questão depende da determinação do NOX de cada elemento em cada substância.
→ Reagente hidróxido de ferro II [fórmula Fe(OH)2]:
-
Ferro (sigla Fe) possui NOX +2, pois o NOX do metal sempre é a quantidade do grupo ou átomo que o acompanha;
-
Oxigênio (sigla O) possui sempre NOX -2 quando não é um peróxido, substância de fórmula geral X2O2 ou YO2, ou um superóxido, substância de fórmula geral X2O4 ou YO4, desde que X e Y não sejam metais alcalinos ou alcalinoterrosos;
-
Hidrogênio (sigla H) possui NOX +1 por acompanhar um ametal.
→ Reagente Zinco (sigla Zn): NOX igual a 0 por ser uma substância simples.
→ Produto Ferro (sigla Fe): NOX igual a 0 por ser uma substância simples.
→ Produto Hidróxido de Zinco [fórmula Zn(OH)2]:
-
Zinco (sigla Zn) possui NOX +2, pois o NOX do metal sempre é a quantidade do grupo ou átomo que o acompanha;
-
Oxigênio possui NOX -2, pois não está em um peróxido ou superóxido;
-
Hidrogênio possui NOX +1 por acompanhar um ametal.
Avaliando o NOX dos átomos da equação, temos que o ferro (Fe), do reagente para o produto, diminui o seu NOX de +2 para 0, logo, sofre redução (ganha elétrons). Já o zinco (Zn), do reagente para o produto, aumenta o seu NOX de 0 para +2, logo, sofre oxidação (perda de elétrons).
(Ufes) Em uma solução de CuSO4, de cor azulada, são adicionados fragmentos de ferro metálico. Depois de algum tempo, a solução perde sua cor azulada, e nota-se que os fragmentos de ferro são recobertos de cobre metálico. A respeito desse fato, pode-se afirmar que o:
a) ferro sofre oxidação, portanto é o agente oxidante.
b) ferro sofre redução, portanto é o agente redutor.
c) cobre sofre redução, portanto é o agente oxidante.
d) cobre sofre oxidação, portanto é o agente redutor.
e) ferro é agente oxidante, e o cobre é agente redutor.
Letra c). O enunciado informa que a solução azulada apresenta sulfato de cobre (CuSO4), um sal que está dissolvido na água, sofre dissociação e libera os íons cobre II (Cu+2) e sulfato (SO4-2), sendo o íon cobre II o responsável pela cor azul.
Ao adicionar o ferro metálico, a solução perde a coloração, o que indica que o cátion cobre II não está mais dissolvido nela. Se ele não está mais dissolvido, quer dizer que esses cátions só podem ter recebido elétrons e se depositado (na forma de cobre metálico), o que representa o fenômeno de redução. Se o cátion cobre reduz, logo ele é o agente oxidante.
Enquanto isso, o ferro sofre oxidação, o que indica que na água quem estarão dissolvidos são os cátions ferro II (Fe+2), por isso, o ferro é o agente redutor.
(ITA) Na reação iônica:
Ni(s) + Cu2+(aq) → Ni2+(aq) + Cu(s)
a) o níquel é o oxidante porque ele é oxidado.
b) o níquel é o redutor porque ele é oxidado.
c) o íon cúprico é o oxidante porque ele é oxidado.
d) o íon cúprico é o redutor porque ele é reduzido.
e) não se trata de uma reação de redox, logo não há oxidante e nem redutor.
Letra b). A resposta do exercício depende do conhecimento do número de oxidação de cada um dos átomos envolvidos na equação. O enunciado fornece uma equação com íons simples e substâncias simples, logo:
→ Reagente níquel (sigla Ni): NOX igual a 0 por ser uma substância simples;
→ Reagente cúprico (sigla Cu2+): NOX igual a +2, pois a carga é sempre igual ao NOX quando temos um íon simples;
→ Produto niqueloso (sigla Ni2+): NOX igual a +2, pois é um íon simples;
→ Produto cobre (sigla Cu): NOX igual a 0 por ser uma substância simples.
Analisando a variação do número de oxidação dos átomos envolvidos na equação, temos que:
-
Como o NOX do Ni no reagente é 0 e no produto é +2, ocorre um aumento do NOX, ou seja, ocorre uma oxidação, sendo o Ni o agente redutor;
-
Como o NOX do Cu+2 no reagente é +2 e no produto é 0, ocorre uma diminuição do NOX, ou seja, ocorre uma redução, sendo o Cu+2 o agente oxidante.
