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) NO2(g)+H2 O(l) HNO3(aq)+NO(g) (meio ácido)

Passo 1

Beleza, então temos uma reação química onde o dióxido de nitrogênio ( NO2) reage com água ( H2O) para formar ácido nítrico ( HNO3) e monóxido de nitrogênio ( NO). 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:
  • NO2: 1 N e 2 O
  • H2O: 2 H e 1 O
Produtos:
  • HNO3: 1 H, 1 N e 3 O
  • NO: 1 N e 1 O
Vamos começar balanceando o nitrogênio. No reagente, temos 1 N em NO2, e nos produtos temos 1 N em HNO3 e 1 N em NO, totalizando 2 N. Então, precisamos de 2 NO2 nos reagentes.

Passo 3

Agora, atualizamos os reagentes com 2 NO2:
Reagentes:
  • 2 NO2: 2 N e 4 O
  • H2O: 2 H e 1 O
Total nos reagentes: 2 N, 2 H, e 5 O
Produtos:
  • HNO3: 1 H, 1 N e 3 O
  • NO: 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 HNO3 para balancear o hidrogênio.

Passo 4

Atualizando os produtos com 2 HNO3:
Produtos:
  • 2 HNO3: 2 H, 2 N e 6 O
  • NO: 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 NO nos produtos:
Produtos:
  • 2 HNO3: 2 H, 2 N e 6 O
  • 2 NO: 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 NO2 nos reagentes:
Reagentes:
  • 4 NO2: 4 N e 8 O
  • H2O: 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 H2O:
Reagentes:
  • 4 NO2: 4 N e 8 O
  • 2 H2O: 4 H e 2 O
Total nos reagentes: 4 N, 4 H e 10 O
Produtos:
  • 2 HNO3: 2 H, 2 N e 6 O
  • 2 NO: 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 NO2: 4 N e 8 O
  • 4 H2O: 8 H e 4 O
Total nos reagentes: 4 N, 8 H e 12 O
Produtos:
  • 2 HNO3: 2 H, 2 N e 6 O
  • 2 NO: 2 N e 2 O
  • 4 H2O: 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 NO2: N tem +4
  • Em HNO3: N tem +5
  • Em NO: 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, NO2 está oxidando outro NO2.
O agente redutor é quem causa a redução, ou seja, que doa elétrons. Aqui, NO2 também está reduzindo para NO.

Resposta

A equação balanceada é:
4,NO2,(g) + 4,H2O,(l) 2,HNO3,(aq) + 2,NO,(g) + 4,H2O,(l)
Nessa reação, o NO2 atua como agente oxidante, pois promove a oxidação de si mesmo, e também como agente redutor, pois promove a redução para NO.

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