Em cada uma das seguintes reações redox balanceadas, identifique os elementos que sofrem variações no número de oxidação e indique o valor da variação em cada caso. Mostre ainda o agente redutor e o agente oxidante em cada reação. Explique.
(b) 2 Hg^2+(aq)+N2 H4(aq) 2 Hg(l)+N2(g)+4 H^+(aq)

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. A gente tem uma reação redox balanceada:
2 Hg^2+(aq) + N2H4(aq) 2 Hg(l) + N2(g) + 4 H^+(aq)
O que a gente precisa fazer é:
  1. Identificar quais elementos estão mudando seus números de oxidação.
  2. Mostrar quanto cada um desses elementos mudou.
  3. Dizer quem está oxidando e quem está reduzindo (agente oxidante e redutor).
Para isso, vamos usar a teoria de números de oxidação em reações redox.

Passo 2

Primeiro, vamos descobrir os números de oxidação de cada elemento nos reagentes e nos produtos.
Reagentes:
  • Hg^2+: Mercúrio com carga +2, então o número de oxidação é +2.
  • N2H4 (hidrazina):
    • Os átomos de hidrogênio geralmente têm número de oxidação +1.
    • A molécula é neutra, então a soma dos números de oxidação deve ser 0.
    • Vamos chamar o número de oxidação do nitrogênio de “x”.
    Na hidrazina, temos 2 nitrogênios e 4 hidrogênios:
    2x + 4(+1) = 0 Rightarrow 2x + 4 = 0 Rightarrow x = -2
    Então, cada nitrogênio em N2H4 tem número de oxidação -2.
Produtos:
  • Hg: Mercúrio metálico puro tem número de oxidação 0.
  • N2: Nitrogênio em forma de gás puro também tem número de oxidação 0.
  • H^+: Hidrogênio como íon sempre tem número de oxidação +1.

Passo 3

Agora que temos os números de oxidação, vamos ver quais mudaram:
  1. Mercúrio (Hg):
    • Passou de +2 em Hg^2+ para 0 em Hg.
    • Mudou de +2 para 0, ou seja, reduziu.
  2. Nitrogênio (N):
    • Passou de -2 em N2H4 para 0 em N2.
    • Mudou de -2 para 0, ou seja, oxidou.
  3. Hidrogênio (H):
    • Ficou +1 em ambos os lados, então não mudou.

Passo 4

Vamos resumir as variações:
  • Hg:
    • Variação: De +2 para 0 (ganhou elétrons, reduziu)
    • Agente Redutor: O agente que sofre redução é o que está reduzindo o outro, então aqui, o Hg^2+ está reduzindo o N2H4.
  • N:
    • Variação: De -2 para 0 (perdeu elétrons, oxidou)
    • Agente Oxidante: O agente que sofre oxida��ão é o que está oxidando o outro, então aqui, a N2H4 está oxidando o Hg^2+.

Resposta

Os elementos que sofrem variação nos números de oxidação são o mercúrio (Hg) e o nitrogênio (N).
  • Hg: De +2 para 0 (reduziu).
  • N: De -2 para 0 (oxidou).
O agente redutor é o Hg^2+, pois ele reduz, e o agente oxidante é a N2H4, pois ela oxida.

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