Acerto de equações redox exercícios resolvidos

ACERTO DE EQUAÇÕES DE OXIRREDUÇÃO (REDOX)

No texto Acerto de Equações Químicas aprendemos que existem vários métodos que podem ser usados para acertar equações químicas. Ainda no mesmo texto aprendemos a acertar equações químicas pelo Método de Tentativas. Neste texto aprenderemos um outro método de acerto de equações químicas, o Método de Variação de Nox, que se aplica tão bem a reacções de oxirredução ou redox.

As reacções de oxirredução ou redox são aquelas que ocorrem com a transferência de electrões. Isso significa que há uma espécie química que cede electrões e outra que os recebe, por isso o processo redox (oxidação e redução) ocorre em simultâneo.

ACERTO DE EQUAÇÕES QUÍMICAS PELO MÉTODO DE VARIAÇÃO DE NOX

Nas reacções redox ou de oxirredução, o princípio básico que nos permite o acerto de equações químicas é de que o número de electrões cedidos é igual ao número de electrões recebidos. Portanto, ao se acertar uma equação química de uma reacção de oxirredução ou redox deve-se garantir que o número de electrões cedidos seja igual ao número de electrões recebidos.

O acerto de equações químicas por este método torna-se facilitado se os seguintes passos forem observados:

1o passo: Determinar o nox de todos os átomos dos elementos que constituem as substâncias que participam na reacção;

2o passo: Identificar as espécies químicas que sofrem oxidação e redução (variação de nox);

3o passo: Calcular a variação de nox pela fórmula:

∆ = (no de átomos do elemento que sofreu variação de nox) ∙ (variação de nox do elemento)

4o passo: O resultado da variação de nox (∆) sempre que possível deve ser simplificado;

5o passo: Inverter os valores da variação de nox considerando o seguinte: (não colocar o coeficiente estequiométrico nas substâncias que tenham o nox repetido e dar prioridade a substância com maior atomicidade contendo o elemento envolvido);

6o passo: Continuar o acerto da equação pelo método de tentativas.

EXEMPLOS

1. Acerte a seguinte equação da reacção:

Na + KNO3 → K2O + Na2O + N2

Acerto da equação química pelo método da variação de nox

1o passo: Determinar o nox de todos os átomos dos elementos que constituem as substâncias que participam na reacção:

2o passo: Identificar as espécies químicas que sofrem oxidação e redução (variação de nox);

Os processos de oxidação e redução são indicados por meio de setas que às vezes são designadas de “ramais”:

3o passo: Calcular a variação de nox:

Neste caso multiplicar sempre que necessário pela maior atomicidade (maior índice).

Para o sódio:

Na equação acima vê-se que o nox do sódio parte do zero (0) para +1, portanto, a variação de nox (∆) é:

∆ = 2 ∙ (1 – 0) = 2

Multiplicou-se por dois, pois o sódio no Na2O apresenta atomicidade igual a 2, portanto, maior atomicidade que o Na nos reagentes.

Para o Nitrogénio

Na equação acima vê-se que o nox do nitrogénio parte do +5 para 0, portanto, a variação de nox (∆) é:

∆ = 2 ∙ (5 – 0) = 10

Multiplicou-se por dois (2) o pois no N2 o N apresenta atomicidade igual a 2 que é maior que no N presente no KNO3.

Portanto,

4o passo: O resultado da variação de nox (∆) sempre que possível deve ser simplificado:

Como temos como valores de variação de nox (∆) 2 e 10, podemos simplificar estes números bastando para tal dividirmos cada número por 2:

Na: ∆ = 2 / 2 = 1

N: ∆ = 10 / 2  = 5

5o passo: Inverter os valores da variação de nox considerando o seguinte: (não colocar o coeficiente estequiométrico nas substâncias que tenham o nox repetido e dar prioridade a substância com maior atomicidade contendo o elemento envolvido);

A variação do nox do processo de oxidação (agente redutor) será o coeficiente estequiométrico da substância que contém o Nitrogénio (N) e a variação de nox do processo de redução (agente oxidante) será o coeficiente estequiométrico da substância que contém o sódio (Na).

Nesta equação o Nitrogénio (N) aparece tanto no KNO3 como no N2 e como vimos pela regra, daremos prioridade a “quem” tiver maior atomicidade (maior índice) e neste caso temos o N2, ou seja, o N com o índice 2 enquanto o N no KNO3 só tem índice ou atomicidade 1, portanto, o N2 tem maior atomicidade. E nesta equação o mesmo princípio vale para o sódio.

Na + KNO3 → K2O + 5Na2O + 1 N2

6o passo: Continuar o acerto da equação pelo método de tentativas.

Na + KNO3 → K2O + 5Na2O + 1 N2

Nos reagentes temos 1 átomo de sódio e nos produtos 10 átomos, pois 5 x 2 = 10, portanto, colocaremos 10 em frente do Na nos reagentes:

10 Na + KNO3 → K2O + 5Na2O + 1 N2

Ainda assim, nos reagentes temos 1 átomo de potássio (K) e nos produtos temos 2 átomos, logo colocaremos 2 em frente do KNO3:

10Na + 2KNO3 → K2O + 5Na2O + 1 N2

Continuando, nos reagentes temos 2 átomos de nitrogénio pois o 2 em frente do KNO3 multiplica o único átomo de Nitrogénio, 2 x 1 = 2 e nos produtos também temos 2 átomos de N, logo o número de átomos de N está acertado.

10Na + 2KNO3 → K2O + 5Na2O + 1 N2

Finalmente, vamos verificar o número de átomos de Oxigénio: nos reagentes temos um total de 6 átomos de Oxigénio pois o 2 em frente do KNO3 multiplica-se com o 3 do Oxigénio no KNO3, portanto, 2 x 3 = 6. E nos produtos temos 1 átomo de oxigénio no K2O e 5 átomos de Oxigénio no Na2O o que totaliza 6 átomos de Oxigénio, logo o número de átomos de Oxigénio é igual. Portanto, a equação está acertada:

10Na + 2KNO3 → K2O + 5Na2O + 1 N2

Nota: Podes verificar que a Lei de Conservação de Massa é observada nesta equação.

2. Acerte a equação da reacção a seguir:

KMnO4 + HCl → MnCl2 + KCl + Cl2 + H2O

Acerto da equação química pelo método da variação de nox

1o passo: Determinar o nox de todos os átomos dos elementos que constituem as substâncias que participam na reacção:

2o passo: Identificar as espécies químicas que sofrem oxidação e redução (variação de nox);

Os processos de oxidação e redução são indicados por meio de setas que às vezes são designadas de “ramais”:

Neste caso multiplicar sempre que necessário pela maior atomicidade (maior índice).

Para o Mn

∆ = 1 ∙ (7 – 2) = 5

Para o Cl

∆ = 2 ∙ (1 – 0) = 2

4o passo: Inverter os valores da variação de nox considerando o seguinte: (não colocar o coeficiente estequiométrico nas substâncias que tenham o nox repetido e dar prioridade a substância com maior atomicidade contendo o elemento envolvido);

A variação de nox do Mn será colocada como coeficiente estequiométrico da substância que contém o Cl. E por sua vez a variação de nox de Cl será colocada como coeficiente estequiométrico da substância que contém o Mn.

No presente caso, o Cl aparece no HCl, MnCl2, KCl e Cl2, porém, vimos pela regra que não devemos colocar o coeficiente estequiométrico na substância que tenha o nox repetido. Note que neste caso, o Cl tem nox igual a -1 no HCl, MnCl2 e KCl, pelo que o coeficiente estequiométrico não será colocado em frente do MnCl2 e nem do KCl mas sim frente do Cl2.

O Mn aparece no KMnO4 e no MnCl2 e não tem nox repetido e em ambas substâncias a atomicidade do Mn é 1, o que significa que neste caso podemos colocar o coeficiente estequiométrico no KMnO4 ou MnCl2, e nestas situações é melhor dar prioridade sempre aos reagentes por isso colocaremos o coeficiente estequiométrico no KMnO4:

2 KMnO4 + HCl → MnCl2 + KCl + 5 Cl2 + H2O

5o passo: Continuar o acerto da equação pelo método de tentativas.

Efectuando o acerto pelo método de tentativas chegaremos ao seguinte resultado:

2 KMnO4 + 16 HCl → 2MnCl2 + 2 KCl + 5 Cl2 + 8 H2O

E assim, a equação da reacção está acertada. 

Por: Miguel Pascoal

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