OUESTÃO: Faça o balanceamento das reações abaixo e identifique quem é o agente redutor, quem é o agente oxidante, quem reduz e quem oxida.
b)
(meio ácido)
b)
Passo 1
Beleza, então temos uma reação química onde o dióxido de nitrogênio (
) reage com água (
) para formar ácido nítrico (
) e monóxido de nitrogênio (
). Nosso objetivo aqui é balancear essa equação e identificar quem está oxidando e reduzindo na reação. Para isso, vamos usar conceitos de oxidação e redução, ou seja, redox.
Passo 2
Primeiro, vamos verificar os átomos de cada elemento nos reagentes e produtos para ver onde precisamos ajustar. Temos nitrogênio (N), oxigênio (O) e hidrogênio (H).
Reagentes:
-
: 1 N e 2 O -
: 2 H e 1 O
Produtos:
-
: 1 H, 1 N e 3 O -
: 1 N e 1 O
Vamos começar balanceando o nitrogênio. No reagente, temos 1 N em
, e nos produtos temos 1 N em
e 1 N em
, totalizando 2 N. Então, precisamos de 2
nos reagentes.
Passo 3
Agora, atualizamos os reagentes com 2
:
Reagentes:
- 2
: 2 N e 4 O -
: 2 H e 1 O
Total nos reagentes: 2 N, 2 H, e 5 O
Produtos:
-
: 1 H, 1 N e 3 O -
: 1 N e 1 O
Total nos produtos: 1 H, 2 N e 4 O
Percebemos que os hidrogênios estão desequilibrados. Nos reagentes temos 2 H e nos produtos só 1 H. Então, vamos dobrar o
para balancear o hidrogênio.
Passo 4
Atualizando os produtos com 2
:
Produtos:
- 2
: 2 H, 2 N e 6 O -
: 1 N e 1 O
Total nos produtos: 2 H, 3 N e 7 O
Agora, os nitrogênios não estão mais balanceados. Nos reagentes temos 2 N e nos produtos 3 N. Para balancear, ajustamos os coeficientes:
Vamos colocar 2
nos produtos:
Produtos:
- 2
: 2 H, 2 N e 6 O - 2
: 2 N e 2 O
Total nos produtos: 2 H, 4 N e 8 O
Agora, ajustamos os reagentes para ter 4 N. Então, precisamos de 4
nos reagentes:
Reagentes:
- 4
: 4 N e 8 O -
: 2 H e 1 O
Total nos reagentes: 4 N, 2 H e 9 O
Percebemos que os oxigênios ainda não estão balanceados. Ajustamos a água:
Colocamos 2
:
Reagentes:
- 4
: 4 N e 8 O - 2
: 4 H e 2 O
Total nos reagentes: 4 N, 4 H e 10 O
Produtos:
- 2
: 2 H, 2 N e 6 O - 2
: 2 N e 2 O
Total nos produtos: 2 H, 4 N e 8 O
Faltam 2 O nos produtos. Ajustamos colocando mais água:
Reagentes:
- 4
: 4 N e 8 O - 4
: 8 H e 4 O
Total nos reagentes: 4 N, 8 H e 12 O
Produtos:
- 2
: 2 H, 2 N e 6 O - 2
: 2 N e 2 O - 4
: 8 H e 4 O
Total nos produtos: 8 H, 4 N e 12 O
Agora está tudo balanceado!
Passo 5
Vamos identificar quem é o agente redutor e quem é o agente oxidante. Primeiro, determinamos os estados de oxidação do nitrogênio em cada espécie:
- Em
: N tem +4 - Em
: N tem +5 - Em
: N tem +2
Observamos que o nitrogênio passa de +4 para +5 (aumenta, ou seja, sofre oxidação) e de +4 para +2 (diminui, sofre redução).
O agente oxidante é quem causa a oxidação, ou seja, que aceita elétrons. Nesse caso,
está oxidando outro
.
O agente redutor é quem causa a redução, ou seja, que doa elétrons. Aqui,
também está reduzindo para
.
Resposta
A equação balanceada é:
Nessa reação, o
atua como agente oxidante, pois promove a oxidação de si mesmo, e também como agente redutor, pois promove a redução para
.