Escreva as equações químicas para as reações dos seguintes óxidos com soluções aquosas dos ácidos clorídrico e sulfúrico, ou com uma solução aquosa de hidróxido de sódio. Em cada caso, determine o estado de oxidação (também conhecido como número de oxidação NOX) dos cátions e ânions nos compostos. DICA: Utilize as tabelas de cátions e ánions disponíveis no Moodle.
e) Óxido cuproso
e) Óxido cuproso
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para escrever as equações químicas das reações do óxido cuproso (Cu₂O) com soluções aquosas de ácido clorídrico (HCl), ácido sulfúrico (H₂SO₄) e hidróxido de sódio (NaOH). Além disso, precisamos determinar os estados de oxidação (NOX) dos cátions e ânions em cada composto. Para isso, vamos precisar entender como balancear equações químicas e atribuir números de oxidação aos elementos envolvidos.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar o óxido cuproso, que é Cu₂O. O “cuproso” indica que o cobre está no estado de oxidação +1. Então, em Cu₂O, cada átomo de cobre (Cu) tem NOX +1, e o oxigênio (O) tem NOX -2.
Passo 3
Vamos começar com a reação do Cu₂O com ácido clorídrico (HCl). Quando um óxido metálico reage com um ácido, geralmente forma-se o sal correspondente e água. No caso de Cu₂O com HCl:
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Escrevemos os reagentes e produtos esperados:
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Agora, balanceamos a equação. Temos 2 Cu no reagente, então precisamos de 2 CuCl no produto:
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Verificamos os átomos de H e O. Temos 1 O no reagente e 1 na água, bom. Mas temos 1 H no HCl e 2 na água, então precisamos de 2 HCl:
Passo 4
Agora, vamos determinar os números de oxidação nos compostos formados:
- CuCl: O cloro (Cl) geralmente tem NOX -1. Como o composto é neutro, o cobre (Cu) deve ter NOX +1.
- H₂O: O hidrogênio (H) tem NOX +1 e o oxigênio (O) tem NOX -2.
Passo 5
Seguimos para a reação com ácido sulfúrico (H₂SO₄). A reação será similar:
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Escrevemos os reagentes e produtos:
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Balanceamos a equação. O Cu ocorre como Cu₂(SO₄), então:
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Verificamos os átomos: Temos 1 O no Cu₂O, 4 no H₂SO₄, totalizando 5 no reagente. Nos produtos, 4 no Cu₂(SO₄) e 1 na água, totalizando 5. Então está balanceado.
Passo 6
Agora, os números de oxidação:
- Cu₂(SO₄): O sulfato (SO₄) tem NOX -2. Como há 2 Cu no composto, cada Cu tem NOX +1.
- H₂O: H tem NOX +1 e O tem NOX -2.
Passo 7
Por último, a reação com hidróxido de sódio (NaOH). Quando um óxido metálico reage com uma base, forma-se um hidróxido metálico. Então:
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Escrevemos os reagentes e produtos esperados:
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Balanceamos a equação. Precisamos de 2 Na para balancear os 2 Cu:
Passo 8
Determinação dos números de oxidação:
- NaCuO: O sódio (Na) tem NOX +1, o cobre (Cu) tem NOX +1 (como no Cu₂O), e o oxigênio (O) tem NOX -2.
- H₂O: H tem NOX +1 e O tem NOX -2.
Resposta
As equações químicas balanceadas e os estados de oxidação dos compostos são:
a) Reação com HCl:
- NOX:
- Cu em CuCl: +1
- Cl em CuCl: -1
- H em H₂O: +1
- O em H₂O: -2
b) Reação com H₂SO₄:
- NOX:
- Cu em Cu₂(SO₄): +1
- S em SO₄: +6
- O em SO₄ e H₂O: -2
- H em H₂O: +1
c) Reação com NaOH:
- NOX:
- Na em NaCuO: +1
- Cu em NaCuO: +1
- O em NaCuO e H₂O: -2
- H em H₂O: +1