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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