Exercícios sobre reações de oxirredução com íons

Letra e)

Para determinar o coeficiente presente no cátion hidrônio na equação, são necessários os seguintes passos:

Passo 1: Determinar o NOX dos elementos de cada composto tanto dos reagentes como dos produtos:

• H₂S: hidrogênio com ametal tem NOX +1, e ametal (oxigênio) da família VIA tem NOX -2.

• MnO₄^–: em um íon composto (dois elementos), o oxigênio com metal possui NOX -2. Já para calcularmos o NOX do metal, igualamos a soma dos NOX à carga:

Mn + 4. O = -1

x + 4.(-2) = -1

x -8 = -1

x = -1 + 8

x = +7

• H⁺: íon simples tem seu NOX igual à carga, ou seja, NOX +1.

• S: substância simples apresenta NOX 0.

• Mn²⁺: íon simples, NOX +2.

• H₂O: hidrogênio com ametal tem NOX +1, e ametal (oxigênio) da família VIA tem NOX -2.

Passo 2: Verificar quais átomos variam e quanto eles variam (Δ):

Manganês (Mn): no reagente, o NOX é +7. No produto, o NOX é +2. Assim, a variação é 5.

Enxofre (S): no reagente, o NOX é -2. No produto 0. Logo, a variação é 2.

Passo 3: Multiplicar a variação pela quantidade de átomos do elemento na fórmula e, em seguida, iniciar o balanceamento. Para fazer o balanceamento, coloca-se o resultado do oxidante no redutor e o resultado do redutor no oxidante:

Oxidante: H₂S = 1.2 = 2

Redutor: MnO₄^– = 1.5 = 5

5 H₂S + 2 MnO₄^– + H⁺ → S + Mn²⁺+ H₂O

Passo 4: Utilizar o método da tentativa para finalizar o balanceamento:

5 H₂S + 2 MnO₄^– + 6 H⁺ → 5 S + 2 Mn²⁺+ 8 H₂O

• Cinco enxofres no reagente, coloca-se cinco no enxofre do produto;

• Dois manganeses no reagente, coloca-se dois no manganês do produto;

• Oito oxigênios no reagente, coloca-se oito na água do produto;

• Dezesseis hidrogênios no produto. Como já existem dez hidrogênios no 2 H₂S, coloca-se seis no H⁺.

Letra c)

Para determinar a soma dos coeficientes dos produtos, são necessários os seguintes passos:

Passo 1: Determinar o NOX dos elementos de cada composto tanto dos reagentes como dos produtos:

• S^-2: íon simples tem seu NOX igual à carga, ou seja, NOX -2.

• CrO₄^–2: em um íon composto, o oxigênio com metal possui NOX -2. Já para o metal, igualamos a soma dos NOX à carga:

Cr + 4. O = -2

x + 4.(-2) = -2

x -8 = -2

x = -2 + 8

x = +6

• H⁺: íon simples, NOX +1.

• S: substância simples apresenta NOX 0.

• Cr³⁺: íon simples, NOX +3.

• H₂O: hidrogênio com ametal tem NOX +1, e ametal (oxigênio) da família VIA tem NOX -2.

Passo 2: Verificar quais átomos variam e quanto eles variam (Δ):

Cromo (Cr): no reagente, o NOX é +6. No produto, o NOX é +3. Logo, a variação é 3.

Enxofre (S): no reagente, o NOX é -2. No produto, o NOX é 0. Logo, a variação é 2.

Passo 3: Multiplicar a variação pela quantidade de átomos do elemento na fórmula e, em seguida, iniciar o balanceamento. Para fazer o balanceamento, coloca-se o resultado do oxidante no redutor e o resultado do redutor no oxidante:

Oxidante: S^-2 = 1.2 = 2

Redutor: CrO₄^–2 = 1.3 = 3

3 S^-2 + 2 CrO₄^-2 + H⁺ → S + H₂O + Cr⁺³

Passo 4: Utilizar o método da tentativa para finalizar o balanceamento:

3 S^-2 + 2 CrO₄^-2 + 16 H⁺ → 3 S + 8 H₂O + 2 Cr⁺³

• Três enxofres no reagente, coloca-se três no enxofre do produto.

• Dois cromos no reagente, coloca-se dois no cromo do produto.

• Oito oxigênios no reagente, coloca-se oito na água do produto.

• Dezesseis hidrogênios no produto, coloca-se dezesseis no H⁺.

Letra e)

Para determinar a soma dos coeficientes dos produtos, são necessários os seguintes passos:

Passo 1: Determinar o NOX dos elementos de cada composto tanto dos reagentes como dos produtos:

• Cl₂: substância simples apresenta NOX 0.

• OH^–1: hidrogênio com ametal tem NOX +1, e ametal (oxigênio) da família VIA tem NOX -2.

• Cl^-: íon simples, NOX -1.

• ClO₃^–: em um íon composto (dois elementos), o oxigênio com metal possui NOX -2. Já para o metal, igualamos a soma dos NOX à carga:

  Cl + 3. O = -1

  x + 3.(-2) = -1

  x -6 = -1

  x = -1 + 6

  x = +5

• H₂O: hidrogênio tem NOX +1, e oxigênio tem NOX -2.

Passo 2: Verificar quais átomos variam e quanto eles variam (Δ). Como apenas o coloro varia, vamos analisar sua variação de forma inversa, ou seja, do produto para o reagente:

Cloro (Cl^-): no produto, o NOX é -1. No reagente, o NOX é 0. Logo, a variação é 1.

Cloro (ClO₃^-): no produto, o NOX é +5. No reagente, o NOX é 0. Logo, a variação é 5.

Passo 3: Multiplicar a variação pela quantidade de átomos do elemento na fórmula e, em seguida, iniciar o balanceamento. Para fazer o balanceamento, coloca-se o resultado do oxidante no redutor, e o resultado do redutor no oxidante:

Oxidante: Cl^- = 1.1 = 1

Redutor: ClO₃^- = 1.5 = 5

Cl₂ + OH^– → 5 Cℓ^– + 1 CℓO₃^– + H₂O

Passo 4: Utilizar o método da tentativa para finalizar o balanceamento:

3 Cl₂ + OH^– → 5 Cℓ^– + 1 CℓO₃^– + H₂O

• Seis cloros no produto, coloca-se três no cloro do reagente.

Sabendo que a soma da multiplicação do coeficiente pela carga da molécula e os íons dos reagentes e dos produtos são os mesmos:

3.Cl₂ + x.OH^- = 5Cℓ^–. + 1.CℓO₃^– + y. H₂O

3.0 + x.(-1) = 5.(-1) + 1.(-1) + y.0

0 – x = -5 -1 + 0

-x = -6 (multiplicando por -1 para tornar x positivo)

x = 6

3 Cl₂ + 6 OH^– → 5 Cℓ^– + 1 CℓO₃^– + 3 H₂O

• Seis oxigênios no reagente, coloca-se três no H₂O do produto, porque já existem 3 oxigênios no CℓO₃^–.

Letra e)

Para determinar o coeficiente presente no cátion hidrônio na equação, são necessários os seguintes passos:

Passo 1: Determinar o NOX dos elementos de cada composto tanto dos reagentes como dos produtos:

• Fe⁺²: íon simples tem seu NOX igual à carga, ou seja, NOX +2.

• MnO₄^–: em um íon composto, o oxigênio com metal possui NOX -2. Já para o metal, igualamos a soma dos NOX à carga:

Mn + 4. O = -1

x + 4.(-2) = -1

x -8 = -1

x = -1 + 8

x = +7

• H⁺: íon simples, NOX +1.

• Mn²⁺: íon simples, NOX +2.

• Fe³⁺: íon simples, NOX +3.

• H₂O: hidrogênio com ametal tem NOX +1, e ametal (oxigênio) da família VIA tem NOX -2.

Passo 2: Verificar quais átomos variam e quanto eles variam (Δ):

Manganês (Mn): no reagente, o NOX é +7. No produto, o NOX é +2. Logo, a variação é 5.

Ferro (Fe): no reagente, o NOX é +2. No produto, o NOX é +3. Logo, a variação é 1.

Passo 3: Multiplicar a variação pela quantidade de átomos do elemento na fórmula e, em seguida, iniciar o balanceamento. Para fazer o balanceamento, coloca-se o resultado do oxidante no redutor e o resultado do redutor no oxidante:

Redutor: Fe⁺² = 1.1 = 1

Oxidante: MnO₄^– = 1.5 = 5

1 MnO₄^- + 5 Fe⁺² + H⁺ → Mn⁺² + Fe⁺³ + H₂O

Passo 4: Utilizar o método da tentativa para finalizar o balanceamento:

1 MnO₄^- + 5 Fe⁺² + 8 H⁺ → 1 Mn⁺² + 5 Fe⁺³ + 4 H₂O

• Cinco no ferro do reagente, coloca-se cinco no ferro do produto.

• Um manganês no reagente, coloca-se um no manganês do produto.

• Quatro oxigênios no reagente, coloca-se quatro na água do produto.

• Oito hidrogênios no produto, coloca-se oito no H⁺.