Duas das seguintes reações são reações de óxido-redução. Quais são? Explique sua resposta em cada caso. Classifique a reação restante e faça o balanceamento de todas as reações.
Ca(s)+H2 O(l) Ca(OH)2(s)+H2(g)

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado nos dá uma reação química e pede para descobrir se ela é uma reação de óxido-redução (redox). Além disso, precisamos classificar a reação e balançá-la. Para isso, vamos usar conhecimentos de estados de oxidação e balanceamento de equações químicas.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os estados de oxidação de cada elemento na reação. Isso nos ajuda a ver se houve transferência de elétrons, que é o que caracteriza uma reação redox.
A reação é:
Ca(s) + H2O(l) Ca(OH)2(s) + H2(g)
Vamos atribuir os estados de oxidação:
  • Calcium (Ca):
    • Na forma pura ( Ca(s)), o estado de oxidação é 0.
    • No hidróxido de cálcio ( Ca(OH)2), o cálcio geralmente tem estado de oxidação +2.
  • Hidrogênio (H):
    • Na água ( H2O), o hidrogênio tem estado de oxidação +1.
    • No hidrogênio gasoso ( H2), o hidrogênio tem estado de oxidação 0.
  • Oxigênio (O):
    • Na água ( H2O) e no hidróxido de cálcio ( OH^-), o oxigênio tem estado de oxidação -2.

Passo 3

Agora, vamos ver se houve mudança nos estados de oxidação, indicando uma reação redox:
  • Calcium (Ca):
    • Passa de 0 em Ca(s) para +2 em Ca(OH)2.
    • Aumento no estado de oxidação indica que o cálcio foi oxidado (perdeu elétrons).
  • Hidrogênio (H):
    • Passa de +1 em H2O para 0 em H2.
    • Diminuição no estado de oxidação indica que o hidrogênio foi reduzido (ganhou elétrons).
Como temos oxidação e redução ocorrendo, a reação é realmente uma reação de óxido-redução.

Passo 4

Agora, vamos balancear a equação para garantir que o número de átomos de cada elemento seja o mesmo dos dois lados.
A equação inicial é:
Ca + H2O Ca(OH)2 + H2
Vamos contar os átomos de cada elemento:
  • Calcium (Ca): 1 à esquerda e 1 à direita – já está balanceado.
  • Hidrogênio (H):
    • Esquerda: 2 em H2O
    • Direita: 2 em Ca(OH)2 + 2 em H2 = 4
  • Oxigênio (O): 1 em H2O e 2 em Ca(OH)2
Para balancear o hidrogênio e o oxigênio, colocamos um coeficiente 2 na água:
Ca + 2,H2O Ca(OH)2 + H2
Agora, vamos conferir de novo:
  • Calcium (Ca): 1 e 1 – balanceado.
  • Hidrogênio (H):
    • Esquerda: 4 em 2,H2O
    • Direita: 2 em Ca(OH)2 + 2 em H2 = 4 – balanceado.
  • Oxigênio (O): 2 em 2,H2O e 2 em Ca(OH)2 – balanceado.

Resposta

A reação dada é uma reação de óxido-redução, porque o cálcio foi oxidado e o hidrogênio foi reduzido. A equação balanceada fica:
Ca + 2,H2O Ca(OH)2 + H2

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