Questão 39
ESPCEX 2021
(EsPCEx - 2021)
Leia os textos a seguir e resolva a equação:
"Nas equações químicas, tanto as substâncias transformadas (reagente) como as produzidas são representadas por fórmulas. As fórmulas das substrâncias indicam elementos que as constituem e, também, a quantidade de átomos de cada elemento. O número que indica essa quantidade de átomos é chamado de índice, que é anotado à direita do símbolo de cada elemento. (...)
A quantidade de cada substância que participa da reação é indicada por números escritos antes de suas fórmulas, denominados coeficientes estequimétricos, que devem ser os menores números inteiros possíveis."
Fonte: modifica de USBERCO, João e SALVADOR, Edgard. Química. 14ª ed. Reform - São Paulo: Editora Saraiva, 2009, v. 3: Química Orgânica, p. 385.
"Em uma reação de oxidorredução, o mais comum é que uma espécie se oxide e outra se reduza. Porém, podem ocorrer casos com duas ou mais oxidações e apenas uma redução ou vice-versa. De qualquer maneira, para o balanceamento desse tipo de reação o princípio é sempre o mesmo: nº de elétrons perdidos = nº de elétrons recebidos"
Fonte: modifica de USBERCO, João e SALVADOR, Edgard. Química. 14ª ed. Reform - São Paulo: Editora Saraiva, 2009, v. 3: Química Orgânica, p. 250.
Considere a seguinte equação de reação química de oxidorredução não balanceada:
Acerca desta reação química de oxidorredução e de suas espécies, são feitas as seguintes afirmativas:
I - O peróxido de hidrogênio é o agente redutor.
II - Após o devido balanceamento, o coeficiente estequiométrico da água é 20.
III - O arsênio da substância As2S3 é reduzido, enquanto o enxofre é oxidado.
IV - O (NH4)2SO4 é um sal cujo nome é sulfito de amônio.
V - Após o devido balanceamento, a soma de todos os coeficientes estequiométricos da equação é igual a 52.
Das afirmativas feitas, estão corretas apenas
I, III e V.
II e IV.
I, III e IV.
II, IV e V.
II e V.
Gabarito:
II e V.
Resolução:
Para prosseguir com o balanceamento é preciso analisar a variação de nox na reação:
As2S3 + NH4OH + H2O2 → (NH4)3AsO4 + (NH4)2SO4 + H2O
• Arsênio: o nox variou de +3 (As2S3) para +5 ((NH4)3AsO4) ⇒ oxidação
• Enxofre: o nox variou de -2 (As2S3) para +6 ((NH4)2SO4) ⇒ oxidação
• Oxigênio: o nox variou de -1 (H2O2) para -1 (H2O) ⇒ redução
Para fazer o balanceamento, é importante encontrar a variação de nox das semirreações e inverter entre as espécies. Dessa forma:
Oxidação:
As2S3 (arsênio): ΔNox · atomicidade ⇒ 2 · 2 = 4
As2S3 (enxofre): ΔNox · atomicidade ⇒ 8 · 3 = 24
Portanto, a variação total da oxidação é 28.
Redução:
H2O2 (oxigênio): ΔNox · atomicidade ⇒ 1 · 2 = 2
Portanto, a variação total da redução é 2.
Para iniciar o balanceamento, inverte-se as variações de oxidação e redução como coeficientes estequiométricos:
2 As2S3 + NH4OH + 28 H2O2 → (NH4)3AsO4 + (NH4)2SO4 + H2O
Prosseguindo com o balanceamento por tentativa:
2 As2S3 + 24 NH4OH + 28 H2O2 → 4 (NH4)3AsO4 + 6 (NH4)2SO4 + 40 H2O
Como os coeficientes estequiométricos podem ser simplificados por 2:
As2S3 + 12 NH4OH + 14 H2O2 → 2 (NH4)3AsO4 + 3 (NH4)2SO4 + 20 H2O
Tendo encontrado a equação balanceada, analisamos cada uma das afirmativas:
I - Incorreta. O peróxido de hidrogênio reduz, portanto, promove a oxidação das demais espécies sendo o agende oxidante.
II - Correta. Analisando a equação balanceada acima, o coeficiente estequiométrico da água é 20.
III - Incorreta. Tanto o arsênio quanto o enxofre sofrem oxidação, o que é indicado pelo aumento no nox.
IV - Incorreta. O SO4-2 é o ânion sulfato, portanto, o sal é o sulfato de amônio.
V - Correta. A soma dos coeficientes da equação balanceada apresentada acima é 52.
Como as afirmativas corretas são II e V, o gabarito é letra E.