Oxiredução - Exercicios - Quimica, Exercícios de Química. Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
Maraca
Maraca1 de Março de 2013

Oxiredução - Exercicios - Quimica, Exercícios de Química. Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)

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Apostilas e exercicios sobre a oxiredução, perguntas e respostas.
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Exercícios Adicionais de Oxirredução

OBS: Recomendo que façam os exercícios de n os.: 1, 2, 3, 4, 5, 10, 13.

Os demais são recomendados para aqueles que prestarão vestibulares em Universidades Federais

fora do estado de São Paulo (as universidades daqui nã o estão cobrando esses tipos de exercícios

mais complexos). A resolução de toda ficha encontra -se no final da lista.

1. O ferro, pela ação do ácido clorídrico em solução aquosa, sofre corrosão, a qual pode ser representada pela

equação:

+

Fe (s) + 2 H

Fe

(aq)

3+

(aq)

+ H2(g)

a) Explique por que apesar de o número de átomos dos elementos serem iguais nos reagentes e produtos, a

equação não está corretamente balanceada.

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b) Balanceie a equação corretamente, indicando quem são os agentes oxidante e redutor.

2. (UFMG-modificada) Considere a reação de oxirredução entre moléculas de ácido oxálico (H 2C2O4) e íons

permanganato (MnO4-) representada pela equação, não balanceada:

-

+

(aq)

H2C2O4(aq) + MnO 4 (aq) + H

Mn

2+

(aq)

+ CO 2(g) + H2O(l)

a) Complete o quadro a seguir com as informações solicitadas:

Oxidante

Redutor

Elemento que sof re redução

Elemento que sof re oxidação

Mol de elétrons recebidos por

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um mol de oxidante

Mol de elétrons perdidos por

um mol de redutor

Material produzido em papel ecológico feito a partir do bagaço da cana-de-açúcar.

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b) Suponha que uma solução de MnO4-(aq) seja adicionada, gota a gota, a uma solução de H2C2O4(aq) contida

em um béquer, Considere que todas as espécies envolvidas na reação sejam incolores, exceto MnO4- que tem

cor púrpura. Indique se haverá ou não mudança de cor do conteúdo do béquer, no início da reação, quando

há excesso de

H2C2O4. Justifique sua resposta.

c) Descreva como se pode perceber que não há mais H2C2O4 na solução.

3. Dada a equação, não balanceada:

x HI (aq) + H2SO4(aq)

H2S(aq) + y I2(s) + z H2O(l)

Calcule os menores valores inteiros de x, y e z.

4. (PUC-SP modificada) Sabe -se que cobre metálico reage com ácido nítrico diluído e produz óxido de

nitrogênio IV, água e um composto iônico no qual o cobre tem seu maior número de oxidação , dentre os dois

mais comuns. Monte a equação da reação apresentada.

5. (UFRJ) O arseneto de gálio (GaAs) é uma substância com excepcionais propriedades semicondutoras,

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sendo muito utilizado em células fotoelétricas e transitores. Muitos cientistas acredi tam que o arseneto de

gálio deverá substituir o silício na fabricação da próxima geração de chips de computadores ultravelozes. Sua

obtenção industrial se dá através da reação

A s + H2 + Ga 2O3

600°C

GaAs + H2O

a) Sabendo que o número de oxidação do gálio perman ece inalterado, determine a variação do número

de oxidação do arsênio na reação de produção do arseneto de gálio.

b) Ajuste a equação e determine a razão entre o número de átomos de H e de As que tomam parte na

reação.

6. (IME-RJ - modificada) São dadas as equações químicas, não balanceadas, a seguir:

I. KClO 3(aq) + H2SO4(aq)

II. HAuCl 4(aq) + SnCl 2(aq)

HClO 4(aq) + ClO 2(aq) + K 2SO4(aq) + H2O(l)

A u(s) + SnCl 4(aq) + HCl (aq)

Para cada uma dessas equações, determine:

a) Os menores coeficientes estequiométricos inteiros.

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b) Os agentes redutor e oxidante, de cada reação.

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7. (UFMT) Seja a reação do íon Sn2+ com o íon Hg2+ na presença do íon cloreto, dada pela equação:

Hg

2+

(aq)

+ Sn

+2

(aq)

+ Cl

-

Hg2Cl 2(s) + Sn

(aq)

4+

(aq)

Pede-se:

a) Os menores coeficientes para reagentes e produtos nessa reação.

b) A atuação do íon Sn2+ em termos de oxirredução.

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8. (UFV-MG) Dadas as semirreações de oxirredução :

I. Cr 2O 7

II. Sn

2(aq)

4+

(aq)

+H

+e

+

(aq)

+e

-

-

Cr

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Sn

3+

(aq)

+ H 2O (l)

2+

(aq)

a) Escreva as equações das semirreações I e II corretamente balanceadas.

b) Escreva a equação da reação de oxidação do Sn2+ pelo Cr2O72-, devidamente balanceada.

9. Faça o balanceamento das equações:

a) Cu 2S(s) + HNO 3(aq)

CuSO 4(aq) + Cu(NO 3)2(aq) + NO (g) + H 2O(l)

b) A s2S3(s) + HNO 3(aq) + H 2O(l)

c) Cl 2(g) + NaOH (aq)

d) CrI 3(aq) + OH

-

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(aq)+

H2SO4(aq) + H 3AsO4(aq) + NO (g)

NaCl (aq) + NaClO 3(aq) + H 2O(l)

Cl 2(g)

e ) FeCl 2(aq) + H 2O2(aq) + HCl (aq)

CrO4

2(aq)

+ IO 4

(aq)

+ Cl

(aq)

+ H 2O(l)

FeCl 3(aq) + H 2O(l)

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10. (UFSCar-SP) O peróxido de hidrogênio dissolvido em água é conhecido como água oxigenada. O H 2O2 é

um agente oxidante, mas também pode atuar como agente redutor, dependendo da reação. Na equação, a

soma dos menores coeficientes estequiométricos, após o balanceamento, e o agente oxidante, são:

KMnO 4(aq) + H2O2(aq) + H2SO4(aq)

a) 26 e KMnO4

b) 24 e KMnO4

c) 26 e H2O2

d) 24 e H2O2

e) 23 e O2

MnSO 4(aq) + K2SO4(aq) + O2(g) + H2O(l)

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11. (EsPCEx -1995)

Fazendo-se o balanceamento da equação com os menores coeficientes inteiros

possíveis, a soma destes será:

KI(aq) + KMnO 4(aq) + H2O(l)

KOH(aq) + I2(g) + MnO 2(aq)

a) 7

b) 12

c) 15

d) 20

e) 25

12. (EsPCEx -2008) A soma dos menores coeficientes estequiométricos inteiros que balanceiam a equação

iônica, da equação de óxido-redução, representada no quadro abaixo é:

-

Cl 2(g) + OH (aq)

Cl

-

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-

aq)

+ ClO 3 (aq) + H2O(l)

a) 13

b) 14

c) 18

d) 20

e) 19

13. (EsPCEx -2004) Os bafômetros mais simples são descartáveis e envolvem a reação abaixo:

(Observação: Lembre -se das fórmulas estruturais dos compostos orgânicos.)

Cr 2(SO 4)3(g) + H2O(g) + C2H4O(g) + K2SO4(aq)

K2Cr 2O7aq) + H2SO4(aq) + C2H6O(g)

O menor coeficiente inteiro do agente redutor nessa reação, quando balanceada, vale:

a) 4

b) 3

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c) 5

d) 7

e) 2

b)

14. (EsPCEx 2003 - modificada) - " Meu tio me fez visualizar a primeira fusão de metal: homens das

cavernas poderiam ter usado rochas contendo um minério (...) para cercar uma fogueira (...) e de repente

percebido, quando a madeira se torna carvão, que a rocha verde estava sangrando, transformando -se num

líquido vermelho. ”

“Sabemos, ele prosseguiu, que se aquecermos os óxidos com carvão, o carbono do carvã o se combina com o

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oxigênio dos óxidos e dessa maneira, os reduz (...) ”

Dentre as equações abaixo, a que melhor representa a reação descrita no texto é:

Fe 2O3(s)

a) 2 Fe(s) + C (s) + 3/2 O2(g)

b) SO2(g) + C (s)

S(l) + CO 2(g)

c) 2 CuO(s) + C (s)

2 Cu (l) + CO 2(g)

d) Ag2S(s) + O 2(g)

2 Ag(l) + SO 2(g)

15. (UFBA) O íon sulfito reage com o íon Cr2O72-, segundo a equação:

2-

Cr 2O7

2-

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(aq)

+ SO3

(aq)

+

(aq)

+ H3O

Cr

3+

2-

(aq)

+ SO4

(aq)

+ H2O(l)

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Após o balanceamento da equação, pode-se afirmar que:

1) O íon sulfito é o agente redutor.

2) O número de oxidação do enxofre, no SO32-, é +4.

4) O cromo ganha elétrons e se oxida.

8) A soma dos coeficientes estequiométricos é igual a 29.

16) Para cada mol de íon sulfito que reage, forma - se 1 mol de íon sulfato.

Dê como resposta a soma dos números associados às proposições verdadeiras.

RESOLUÇÃO

1.

a) A reação dada é uma reação de redox. Sendo assim, o número de elétrons cedi dos pelo agente redutor, tem

que ser o mesmo número de elétrons recebidos pelo oxidante.O balanceamento apresentado não está levando

em consideração a quantidade de elétrons, somente a quantidade de átomos.

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b) Sempre que em um composto, o índice de atom icidade do elemento que sofre redução ou oxidação for

diferente de 1, multiplica-se a variação de nox desse elemento, por tal índice. Por isso multiplicou -se por 2 a

variação de nox do hidrogênio.

A variação de nox do agente redutor (ferro metálico) vira c oeficiente da molécula de gás hidrogênio. E a

variação do nox do agente oxidante (íon hidroxônio) torna -se coeficiente do ferro.

Assim, temos:

H

2 Fe (s) +

+

Fe

(aq)

nox = 3

0

3

1

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.

3+

(aq)

+

3 H2(g)

+

nox= 2

+

0

Acertando os demais coeficientes, vem:

2Fe (s) + 6 H

+

2Fe

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(aq)

3+

(aq)

+ 3 H2(g)

2. a)

5 H2C2O4(aq) + 2 MnO 4

(aq)

+H

+

Mn

(aq)

2+

(aq)

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+ CO 2(g) + H 2O(l)

-

3

+

nox = 2 - oxidação (perda de 2 e ao total)

4

+

-

7

Oxidante - MnO4

-

Redutor - H2C2O4

+

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nox= 5 - redução (ganho de 5 e )

2

+

-

-

Ganho de 5 mol de e POR MOL de MnO 4 r eduzido

-

Perda de 2 mol de e POR MOL de H 2C2O 4 oxidado

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Ajustando a equação, temos:

5 H2C2O 4(aq) + 2 MnO4

-

(aq) + 6 H

2+

+

2 Mn

(aq)

(aq)

+ 10CO 2(g) + 8H2O (l)

b) Enquanto há excesso de ácido oxálico todo permanganato, que está sendo adicionado, será consumido

pelo ácido e portanto a solução continuará incolor no início da r eação uma vez que todos os produtos

formados e não possuem coloração.

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c) Se continuarmos adicionar permanganato, em algum momento todo o ácido que se encontrava em excesso

no início da solução será consumido pelo reagente adicionado, sendo assim, não haven do mais reação. Como

o permanganato possui coloração púrpura, seu excesso, após o término da reação, fará com que a reação

adquira tal cor.

3.

1

nox = 2 1

-

0

1 H2S(aq) + 4 I 2(s) + 4 H2O (l)

8 HI (aq) + 1 H2SO 4(aq)

6

nox = 8 4

+

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2

-

x=8 y=4 z=4

4.

2 NO 2(g) + 1 Cu(NO 3)2(aq) + 2 H2O(l)

1 Cu (s) + 4 HNO 3(aq)

nox = 2

0

2

5

+

nox = 1

4

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+

+

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5. a)

600°C

A s + H2 + Ga 2O3

3

GaAs + H2O

+

3

nox = 3

0

+

3

-

O exercício menciona que o nox do gálio não se altera. Analisando o óxido de gálio III, podemos obter o seu

nox:

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2-

3O

x

2 Ga

nox total = 3.(-2) = -6

nox total = 2.x

A s oma de todas as cargas tem que ser zero,

uma vez que não se trata de um íon e sim uma molécula:

- 6 + 2x = 0

x = +3

Sendo +3 o nox do gálio nos dois compostos, é possível calcular o nox do As no arseneto de gálio:

Ga

+3

As

Nox = +3

y+3=0

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y

Nox = y

y = -3

b)

2As + 3 H2 + Ga 2O3

2

600°C

2 GaAs + 3 H2O

nox = 2

0

0

1

nox = 3

12 átomos de H ao total.

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4 átomos de As ao total.

Razão: 12/4 = 3

3

-

+

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6. a)

5

nox = 1

+

4

1 HClO 4(aq) + 2 ClO 2(aq) + 3/2K2SO4(aq) + H 2O(l)

I. 3KClO 3(aq) + 3/2H2SO4(aq)

5

nox = 2

+

+

7

+

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Multiplicando toda a equação por 2, vem:

2 HClO 4(aq) + 4 ClO 2(aq) + 3 K2SO4(aq) + 2 H2O(l)

6 KClO 3(aq) + 3 H2SO4(aq)

2 A u(s) + 3 SnCl 4(aq) + 2 HCl (aq)

II. 2 HAuCl 4(aq) + 3 SnCl 2(aq)

3

nox = 3

+

0

2

nox = 2

+

4

+

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b)

I. Agente oxidante: KClO3

Agente redutor: KClO3

II. Agente oxidante: HAuCl4

Agente redutor: SnCl2

7. a)

4Hg

2+

(aq)

2

+ 2 Sn

+2

(aq)

+ 4 Cl

(aq)

2 Hg 2Cl 2(s) + 2 Sn

nox = 2

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+

2

1

nox = 2

+

4+

(aq)

+

4

+

Simplificando a equação, vem:

2 Hg

2+

(aq)

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+ Sn

+2

(aq)

+ 2 Cl

(aq)

Hg 2Cl 2(s) + Sn

4+

(aq)

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b) O Sn+2, ao sofrer oxidação devido à perda de dois elétrons, é o responsável pela redução do Hg+2, sendo

então, o agente redutor.

8. a)

I. Cr 2O7

6

2-

(aq) + H

+

(aq) + 6 e

Cr

nox = 6

+

II. Sn

4

-

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4+

(aq)

+ 2e

-

Sn

nox = 2

+

2

3

3+

(aq)

+ H 2O(l)

+

2+

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(aq)

+

b)

2+

Invertendo a equação II, obtemos a semirreação de oxidação do íon Sn

Multiplica-se cada semirreação pela variação de nox que ocorreu na outra semirreação

2Somando as duas equações, teremos a oxidação desse íon pelo r 2O7

C

Simplif ica-se toda a equação até obter os menores coef icientes inteiros

Cr 2O7

2-

+

(aq)

+ 14 H

(aq)

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+ 3 Sn

2+

2 Cr

(aq)

3+

(aq)

+ 7 H2O(l) + 3 Sn

4+

(aq)

9. a)

2

-

nox = 8 - oxidação

+

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nox = 2 - oxidação

5

+

+

3 CuSO 4(aq) + 3 Cu(NO 3)2(aq) + 10 NO (g) + 8 H2O(l)

3 Cu 2S(s) + 16 HNO 3(aq)

1

6

2

+

nox = 3 - redução

2

+

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2

+

Quando acontece mais de uma oxidação ou redução, soma-se as variações de

nox dos elementos que oxidaram ou reduziram, que corresponderá à variação

total de nox. Tal variação que deve ser usada como coef iciente.

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b)

3

2-

nox = 24

6

9 H2SO4(aq) + 6 H3AsO4(aq) +2 8 NO(g)

3 A s2S3(s) + 28 HNO 3(aq) + 4 H2O(l)

5

3

+

nox = 3

+

2

nox = 4

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+

5

+

+

c)

5 NaCl (aq) + 1NaClO 3(aq) + 3 H2O(l)

3 Cl 2(g) + 6 NaOH (aq)

nox = 2 1

0

nox = 10 5

2

0

15+

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d)

1-

3

nox = 24

2 CrI 3(aq) + 64 OH

3

-

(aq)+

7

2 7 Cl2(g)

2 CrO 4

nox = 3

+

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6

0

2(aq)

+

+ 6 IO 4

( aq)

+ 54 Cl

(aq)

+ 32 H2O (l)

+

nox = 2

-1

e)

2 FeCl 2(aq) + 1 H2O2(aq) + 2 HCl (aq)

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2

+

nox = 1

3

-1

10. Alternativa B

2 FeCl 3(aq) + 2 H2O(l)

+

nox = 2

-2

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2 KMnO 4(aq) + 5 H2O2(aq) + 3 H2SO4(aq)

2 MnSO 4(aq) + K 2SO4(aq) + 5 O2(g) + 8 H2O(l)

2 + 5 +3 +2 +1 +5 + 8 = 26

11. Alternativa E

6 KI(aq) + 2 KMnO4(aq) + 4 H2O (l)

8 KOH(aq) + 3 I 2(g) + 2 M nO2(aq)

6 + 2 + 4 + 8 + 3 + 2 = 25

12. Alternativa C

-

3 Cl 2(g) + 6 OH (aq)

5 Cl

-

-

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aq) + 1 ClO 3 (aq) + 3 H2O(l)

3 + 6 + 5 + 1 + 3 = 18

13. Alternativa B

K2Cr 2O7aq) + 4 H2SO4(aq) + 3 C2H6O(g)

Cr 2(SO4)3(g) + 7 H2O(g) + 3 C2H4O(g) + K2SO4(aq)

O etanol é o reagente que contém o elemento que se oxida, portanto ele provoca a redu ção do dicromato de

potássio, sendo chamado de agente redutor.

14. Alternativa C

O texto menciona que ao aquecer as rochas, que são formadas de óxidos metálicos, com carvão, este se

combina com o oxigênio dos óxidos, produzindo o metal correspondente ao ó xido. Nesse caso, o texto fala

de um líquido vermelho, sabe-se que o cobre é o único metal que apresenta cor avermelhada.

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15.

Cr 2O 7

2(aq)

+ 3 SO 3

2(aq)

+ 8 H3O

+

(aq)

2 Cr

3+

(aq)

+ 3 SO 4

2(aq)

+ 12H2O(l)

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1) O íon sulf ito contém o elemento que se oxida, portantto, este perde

elétron f azerndo com o que o íon dicormato seja reduzido. Devido a isso,

o íon sulf ito é o redutor.

2) A soma das cargas em um íon poliatômico é igual a carga desse íon.

3O

2-

- nox total = 3.(-2) = -6

x

S - nox total = 1.x = x

Soma das cargas - x + (-6) = -2

x = +4

4) O cromo ganha elétrons, mas se REDUZ uma vez que o ganho de

elétrons implica em um aumento de cargas negativas, logo, o nox

diminui.

8) 1 + 3 + 8 + 2 + 3 + 12 = 29

16) 3 mol de SO3

2-

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1 mol de SO 3

produz

2-

Soma: 1 + 2 + 8 + 16 = 27

3 mol de SO 4

1 mol de SO 4

2-

2-

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