O nitrogênio pode existir na natureza em vários estados de oxidação. Em sistemas aquáticos, os compostos que predominam e que são importantes para a quatidade da água com números de oxidação: -3, 0, +3, +5. Assinale a alternativa que apresenta as espécies contendo nitrogênio com os respectivos números de oxidação, na ordem descrita no texto.
a) NH3, N2, NO^2-, NO^3-
b) NO^2-, NO^3-, NH3, N2
c) NO^3-, NH3, N2, NO^2-
d) NO^2-, NH3, N2, NO^3-
e) NH3, N2, NO^3-, NO^2-

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A pergunta fala sobre os diferentes estados de oxidação do nitrogênio na natureza, especialmente em sistemas aquáticos. Queremos encontrar qual das alternativas lista as espécies contendo nitrogênio com os números de oxidação -3, 0, +3 e +5, nessa ordem específica.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar o que é número de oxidação. O número de oxidação indica a carga que um átomo teria se todos os elétrons nas ligações fossem transferidos para o átomo mais eletronegativo. É uma forma de rastrear elétrons em compostos químicos.

Passo 3

Agora, vamos analisar cada espécie química mencionada nas alternativas e determinar o número de oxidação do nitrogênio em cada uma delas.
  1. NH₃ (Amônia):
    • Hidrogênio geralmente tem número de oxidação +1.
    • A molécula é neutra, então a soma dos números de oxidação deve ser 0.
    • Seja x o número de oxidação do nitrogênio:
      • x + 3(+1) = 0 → x + 3 = 0 → x = -3
  2. N₂ (Nitrogênio molecular):
    • Quando o nitrogênio está na forma molecular como N₂, não há diferença de eletronegatividade e os átomos estão ligados entre si de forma covalente.
    • Assim, cada nitrogênio tem número de oxidação 0.
  3. NO₂⁻ (Íon Nitrito):
    • Oxigênio geralmente tem número de oxidação -2.
    • A carga total do íon é -1.
    • Seja x o número de oxidação do nitrogênio:
      • x + 2(-2) = -1 → x - 4 = -1 → x = +3
  4. NO₃⁻ (Íon Nitrato):
    • Oxigênio geralmente tem número de oxidação -2.
    • A carga total do íon é -1.
    • Seja x o número de oxidação do nitrogênio:
      • x + 3(-2) = -1 → x - 6 = -1 → x = +5

Passo 4

Agora que determinamos os números de oxidação:
  • NH₃: -3
  • N₂: 0
  • NO₂⁻: +3
  • NO₃⁻: +5
A ordem desejada é -3, 0, +3, +5.

Passo 5

Vamos verificar qual alternativa segue essa ordem:
a) NH₃ (-3), N₂ (0), NO²⁻ (+3), NO³⁻ (+5) → Correto
b) NO²⁻ (+3), NO³⁻ (+5), NH₃ (-3), N₂ (0) → Incorreto
c) NO³⁻ (+5), NH₃ (-3), N₂ (0), NO²⁻ (+3) → Incorreto
d) NO²⁻ (+3), NH₃ (-3), N₂ (0), NO³⁻ (+5) → Incorreto
e) NH₃ (-3), N₂ (0), NO³⁻ (+5), NO²⁻ (+3) → Incorreto

Resposta

a) NH₃, N₂, NO²⁻, NO³⁻

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