MÉTODO DE OXIrREDUÇAO

É mais prático que o método algébrico, sendo entretanto deaplicação limitada, indicado somente para as reações onde se verificavariação de número de oxidação, conhecidas por reações de oxidação-

-redução, ou oxi-redução ou "redox". Ê também conhecido por métododo número de oxidação.

Baseia-se no fenómeno da oxidacão-redução. Sendo a oxidaçãoa perda de elétrons, é fácil concluir que o elemento que se oxida aumentao número de oxidação. Contrariamente, redução vem a ser o ganhode elétrons. Logo, o elemento que se reduz, diminui o seu númerode oxidação. (Ver cap. 3.)

No ajustamento dos coeficientes devemos seguir as seguintesorientações:

a) examinar nos dois membros da equação quais os elementosque variaram de número de oxidação, lembrando que todo o elementoque se encontra no estado livre, isto é, sem se combinar, possui númerode oxidação zero;

b) colocar acima do símbolo do elemento que se oxidou oureduziu o número representativo de seu número de oxidação;

c) dividir a equação em duas equações parciais, uma repre-sentando a oxidação e a outra a redução, isto é, estabelecer o sistema"redox";

d) como a oxidação dá-se à custa da redução e vice-versa,0 número de elétrons perdidos pelo elemento que se oxidou tem que serigual ao número de elétrons ganhos pelo elemento-que se reduziu',

e) por intermédio das equações parciais, ajustam-se os coe-ficientes dos elementos que variaram de número de oxidação;

f) os coeficientes dos elementos de número de oxidação fixo,são ajustados por obediência à lei de Lavoisier, deixando o oxigéniosempre para último lugar, visto que ele participa de quase todos oscompostos. A sequência que se deve seguir é: metal — não metal— hidrogénio — oxigénio.

EXERCÍCIOS RESOLVIDOS

Ajustar os coeficientes das seguintes equações pelo método donúmero de oxidação:

4.5 — KMn04 + H2S04 + NaNO2 -» K2SO4 + MnSO4 +

+ Na NO, + H20+ 7

í Mn + 5e -> Mn*2 (redução) Í2 Mn+7 + lOe -» 2 Mn+2

1 oui(N+3 - 2e -> N+5 (oxidação) [5 N+' - lOe -> 5 N+s

2 Mn+í + 5 N+í -» 2 Mn+2 + 5 N+6

Esses são os coeficientes dos elementos que variaram de númerode oxidação. A equação, parcialmente ajustada, será, pois:

2 KMn04 + H,S04 + 5 NaN02 -» K2SO4 + 2 MnS04 ++ 5 NaNO3 + H2O

Em seguida, procura-se ajustar os elementos que não variaramde número de oxidação, começando-se pelos elementos metálicos.(Observe-se que já estão ajustados.)

Depois, vêm os elementos não-metálicos, como o nitrogéniovariou, já está ajustado. O equilíbrio do enxofre é feito partindo-sedo 2.° para o 1.° membro da equação. Assim:

2 KMn04 + 3 H2SO4 + 5 NaNO2 » K2S04 + 2 MnS04 ++ 5NaN03 + H2O.

Ao ajustar o hidrogénio, o oxigénio fica automaticamente equi-librado:

2 KMnO4 + 3 H2S04 + 5 NaN02 »• K2SO4 + 2 MnS04 ++ 5 NaNO, + 3 H20.

E assim a equação está ajustada.

4.6 — Cu + HNO3 dil. Cu (N03)2 + H2O + NOoCu-

+5N +

2e -

3e —

+2—> Cu

+2

(oxidação)ou

-» N (redução)

o3 C u -

+ 52 N 4o

3 Cu +

- 6e >

-6e+5

2 N »

3

>

3

+2Cu

+22N+2Cu-t-

+2- 2 N

3 Cu + 2 HN03 dil » 3 Cu(N03)2 + H2O + 2 NO.Esses são os coeficientes dos elementos que variaram de número

de oxidação. Entretanto, nem todo o nitrogénio do ácido nítricosofreu variação do número de oxidação. Na formação do nitratode cobre, o nitrogénio permanece com o número de oxidação + 5.Portanto, temos que acrescentar no primeiro membro mais 6 HN03.

Assim:3 Cu + 8 HNO3 dil. > 3 Cu(N03)2 + H2O + 2 NO

e, finalmente:

3 Cu + 8 HN03 dil. > 3 Cu(N03)2 + 4 H2O + 3 NO.+J -1 +2

4.7 — KMnO4 + HC1 » KC1 + MnCl2 ++7 +2Mn + 5e * Mn

ou-1 0

d - e > Cl

ou •

+7Mn + 5e —

-i2 Cl - '2e —

+7 +22 Mn + IQs » 2 Mn

-1 o10 Cl - We » 5 Cl,-

+7 -1 +22 Mn + 10 Cl > 2 Mn +

0

H2O + Cl,+2

-> Mn

o-» C12

o5C12

Logo, 2 KMnO4 + 10 HC1 > KC1 + 2 MnCl2 + H2O + 5 C12

ou2 KMnO4 + 10 HC1 > 2 KC1 + 2 MnCl, + H2O + 5 C12.

Acrescentando mais 6 HC1, correspondente ao cloro que nãovariou, temos:

2 KMn04 + 16 HC1 > 2 KC1 + 2 MnCl2 + H2O + 5 Cl,

e, finalmente:

2 KMn04 + 16 HC1 > 2 KC1 + 2 MnCl2 + 8 H20 + 5 C12.o

1.8 — Sn +

oSn - 2e -

+ 5•N + 8e -

+ 5 +2HNOjdil. > Sn(NO,)2-V

+2> Sn

-3—» N

o4 Sn - 8e —

+ 5N + 8e >

o +54 Sn + N -

-3NH4N03

+2-» Sn

-3N

+2— » 4 Sn

+ H2(

-3+ N.

Logo, 4Sn + HN03dil. -- » 4 Sn(N03)2 + NH4N03 + H2O.Acrescentando no 1.° membro, mais 9 HN03, correspondente

ao nitrogénio que não mudou de número de oxidação, temos:

4 Sn + 10 HN03 dil. - » 4 Sn(NO3)2 + NH4N03 + H20e, finalmente:

4 Sn + 10 HN03 dil. - > 4 Sn(NO3)2 + NH4N03 + 3 H2O.+2

>K2S04 + MnSO4

+7 +2

4.9 — KMnO4 + FeS04 + H2S04

+ Fe2(S04)3

H20

+7 +2Mn + 5e > Mn

+2 +3Fe - e »• Fe

ou •

+72 Mn +

+ 2lOFe-

^ +72 Mn +

ou

+7Mn +

+22Fe-

lOe >•

lOe >•+ 2

10 Fe >

5e >•

2e »

+22 Mn

+ 3— 5Fe2

+22 Mn +

+2Mn

+3Fe»

+35 Fe 2

Logo, 2 KMn04 + 10 Fe SO4 + H2SO4 -» K2SO4 + 2 MnSO4 + H2O + 5re2(SO4)5

2 KMnO4 + 10 FeSO4 + 8 H2SO4 K2SO4 + 2 MnSO4 + 8 H2O + sFe2(SO4)3.

Método Prático: No ajustamento dos coeficientes pelo métododo número de oxidação comumente se emprega o método prático queprescinde das equações parciais de oxi-redução.

Segue-se a mesma orientação, com a seguinte modificação:Coloca-se sob a fórmula, onde se encontra o elemento que variou denúmero de oxidação, o número, em valor absoluto, correspondenteà variação observada. Invertem-se esses coeficientes, já que a oxi-dação e a redução são fenómenos recíprocos e opostos. Com essedispositivo ajustam-se os coeficientes dos elementos que variaramde número de oxidação; os elementos de número de oxidação fixosão, por fim, ajustados.

A prática nos ensina que devemos trabalhar sempre no membroda equação onde se encontra a água; caso ela não apareça, do 2.°para o 1.° membro.

EXERC1CI€>S

4.10 — KMn04+H2S04+H2S - >K2S04+MnSO4+H20+S

KMn04+H2SO4+H2S - >K2SO4+MnSO4+H2O+S.

O manganês passou de +7 a +2 (redução) — variação de n.°de oxidação: 5.

O enxofre passou de — 2 a 0. (oxidação) — variação dê n.° deoxidação: 2

+2 o

KMn04+H2S04+H2S2 - >K2SO4+

MnS°4 +H20+ -f-O £t

KMn04+H2SO4+H2S - >K2SO4+2 MnSO4+H2O+5 S

2 KMnO4+H2S04+ 5 H2S --- >K2SO4 +2 MnSO4 +H2O+5 S

2 KMn04 + 3 H2SO4+5H2S - »K2SO4+2 MnS04+8 H2O+5 S.

4.11 — P2S5 + HNO3 cone. - » H3PO4+H2SO4+NO2 + H2O

P,S, + HNO3 cone. - > H3PO4 + H2SO4 + NO, + H2O.

O enxofre passou de — 2 a +6 — variação do n.° de oxidação: 8O nitrogénio passou de +5 a +4 — variação do n.° de oxidação: 1.

Cada átomo de enxofre perdeu 8 elétrons; os 5 átomos de enxofreperderam 5 X 8 = 40 elétrons. Assim:

+8 +4

P~2S5 + HNO, cone. - > H3P04 + ̂ f^ + ~ + H2O

P2S6 + HNO3 cone. - > H3PO4 + H2SO4 + 40 N02 + H2O

P2S6 +40 HN03 cone. - > 2 H3PO4 +5 H2S04 +40 NO2+12 H2O.

4.12 — H2S + Br2 + H2O -- > H2S04 + HBr-2

H 2SHO

hBr 2

H

+-2

2sH

+

2o —O

Br2 -

-»H

h H 2

+6

2S04-

O i

-1+ HBr

+6•• H2SO4 -

-ih HBr

2X1

2 H2S + 8Br2 + H20 -- > 2 H2S04 + 16 HBr

2 H2S + 8 Br2 + 8 H20 -- > 2 H2SO4 + 16 HBr

ou, simplificando:

HZS + 4 Br2 + 4 H20 - > H2S04 + 8 HBrcalor

4.13 — Cl, + NaOH -- » NaC103 + NaCl + H20

C12 + NaOH — ̂ » Na C1O3 + NaCl + H2O.

O cloro sofreu auto-oxidação-redução: um átomo de cloro perdeu5 elétrons enquanto que o outro ganhou 1. Nessas reações deve-setrabalhar sempre no segundo membro dá equação.

o calorCU + NaOH - » NaClOs + NaCl + H2O

calorCU + NaOH - — » NaC103 + 5 NaCl + H2O

calor3 CU + 6 NaOH -- > NaClO3 + 5 NaCl •+ 3 H20.

EXERCÍCIOS COM RESPOSTAS

Ajustar as seguintes equações: (As respostas obedecem à ordemde colocação das substâncias na equação.) Use sempre o métododo n." de oxidação.

4.14 — Zn + HN03 dil. - > Zn(NO,)2 + NH4NO3+H2O4.15 — CuS + HNO, dil. -- > Cu(N03)2 + H2O + NO + S4.16 — Sb + HN03 dil. -- » Sb,0, + NO + H2O4.17 — HNO3 dil. + H2S - > H2S04 + NO + H2O4.18 — Sn + HN03 cone. -- > H2Sn03 + H2O + NO2

4.19 — K2Cr207 + HC1 - » KC1 + CrCU + H2O + CU4.20 — HN03 + I2 - > HI03 + NO + H2O4.21 — H2SO4+KCl+Mn02 - > K2S04+MnSO4+H20+CU4.22 — H2S04+KMnO4+H202 - — » E2S04+MnS04+H2O+0?

4.23 — Na3As04 + H2S -- » Na2S + As,S, + S + H2O4.24 — Au + HC1 + HNO3 -- > HAuCl4 + H2O + NO4.25 — Pt + HCJ + HN03 -- » H2PtCls + H2O + NO4.26 — C2H4+KMn04+H20 -- > C2H4(OH)2+MnO2+KOH4.27 — K2Cr207+KI+HCl - » KCl+CrCU+H20+I2

4.28 — K103 + Kl + HC1 -- » KC1 + H,O -f- I2

4.29 — K2Cr2O7+H2S04+H2S -- » K2S04+Cr,(SO4)3+H20+S4.30 — KjCríO, + FeSO4 + HC1 - » KC1 + CrCU + FeCU +

+ Fe,(S04)3 + H20