A hidrazina (N2 H4) e o tetróxido de dinidrogênio (N2 O4) formam uma mistura autoignitora que tem sido utilizada como propulsor de foguetes. Os produtos da reação são N2 e H2 O.
(b) Qual substância funciona como agente redutor e qual funciona como agente oxidante? Explique indicando os estados de oxidação.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A pergunta fala sobre uma reação entre hidrazina ( N2H4) e tetróxido de dinidrogênio ( N2O4) que forma uma mistura autoignitora, usada como propelente de foguetes. A gente precisa descobrir qual das substâncias age como agente redutor e qual como agente oxidante, mostrando os estados de oxidação de cada elemento. Vamos precisar entender de reações de oxidação-redução e como determinar os estados de oxidação dos elementos nas substâncias envolvidas.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os estados de oxidação de cada elemento nas substâncias de reagentes e produtos. Lembrando que o estado de oxidação é uma forma de contagem das cargas elétricas dos átomos em uma molécula.
Para a hidrazina ( N2H4):
  • Hidrogênio (H) geralmente tem estado de oxidação +1.
  • Vamos chamar o estado de oxidação do nitrogênio (N) de x.
A molécula é neutra, então:
2x + 4(+1) = 0 Rightarrow 2x + 4 = 0 Rightarrow 2x = -4 Rightarrow x = -2
Então, cada nitrogênio na hidrazina tem estado de oxidação -2.
Para o tetróxido de dinidrogênio ( N2O4):
  • Oxigênio (O) geralmente tem estado de oxidação -2.
  • Estado de oxidação do nitrogênio (N) de novo é x.
A molécula é neutra:
2x + 4(-2) = 0 Rightarrow 2x - 8 = 0 Rightarrow 2x = 8 Rightarrow x = +4
Cada nitrogênio no N2O4 tem estado de oxidação +4.
Para os produtos:
N2 é uma molécula diatômica, então cada N tem estado de oxidação 0.
H2O:
  • H é +1
  • O é -2

Passo 3

Agora, vamos ver como os estados de oxidação mudaram durante a reação.
  • O nitrogênio na hidrazina passou de -2 para 0 nos produtos. Isso é um aumento no estado de oxidação, ou seja, perda de elétrons, o que caracteriza oxidação.
  • O nitrogênio no N2O4 passou de +4 para 0 nos produtos. Isso é uma diminuição no estado de oxidação, ou seja, ganho de elétrons, o que caracteriza redução.

Passo 4

Com base nessas mudanças:
  • A substância que está sendo oxidada (hidrazina) está perdendo elétrons e, portanto, atua como agente redutor.
  • A substância que está sendo reduzida ( N2O4) está ganhando elétrons e, portanto, atua como agente oxidante.

Resposta

Na reação, a hidrazina ( N2H4) funciona como agente redutor porque o nitrogênio nela passa de estado de oxidação -2 para 0, indicando perda de elétrons. Já o tetróxido de dinidrogênio ( N2O4) atua como agente oxidante porque o nitrogênio nele passa de estado de oxidação +4 para 0, mostrando ganho de elétrons.

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