NOX e Balanceamento por oxirredução

NOX, ou número de oxidação, é uma grandeza que indica o grau de oxidação ou redução de um átomo em um composto químico. O número de oxidação é definido como a carga elétrica que um átomo teria se os elétrons compartilhados em uma ligação química fossem atribuídos ao átomo mais eletronegativo.

Existem algumas regras gerais para se atribuir o NOX a um átomo em um composto químico. Alguns exemplos são:

• O NOX do hidrogênio (H) é +1 quando ligado a elementos menos eletronegativos e -1 quando ligado a elementos mais eletronegativos, como o flúor (F).
• O NOX do oxigênio (O) é -2 em compostos, exceto em peróxidos, onde é -1, e em combinações com flúor, onde é positivo.
• O NOX do flúor (F) é sempre -1 em compostos.

Alguns exemplos de compostos e seus respectivos NOX são:

• NaCl: o NOX do sódio (Na) é +1 e o NOX do cloro (Cl) é -1.
• H₂O: o NOX do hidrogênio (H) é +1 e o NOX do oxigênio (O) é -2.
• CO₂: o NOX do carbono (C) é +4 e o NOX do oxigênio (O) é -2.

Determine o NOX dos compostos a seguir:

a) H₂SO₄     

b) H₂SO₃

c) P₂O₅

d) HCN

e) SO₄^–2

f) HClO₄

g) HPO₃^–2

h) Al₂O₃

i) H₃PO₄

l) MnO₄^–

m) HClO

n) V₂O₅

o) TiO₂

p) PO₃^–3

q) NH₄⁺

r) HClO₂

s) PO₄^–3

u) H₃PO₃

v) HClO₃

x) Cr₂O₇^–2

Balanceamento por oxirredução

O procedimento de balanceamento de equações por óxido-redução, também conhecido como método das semirreações, envolve a separação da equação química em duas semirreações: uma de oxidação e outra de redução. Em seguida, as semirreações são balanceadas individualmente, primeiro em relação aos átomos que não são de oxigênio ou hidrogênio, e depois em relação aos átomos de oxigênio e hidrogênio.

O próximo passo é igualar o número de elétrons ganhos na semirreação de redução com o número de elétrons perdidos na semirreação de oxidação, multiplicando as semirreações pelo número adequado para se obter o mesmo número de elétrons em ambas as semirreações. Após esse passo, as semirreações são somadas para formar a equação química balanceada final.

É importante lembrar que a carga total deve ser a mesma em ambos os lados da equação química e que, caso seja necessário, pode-se adicionar íons H+ ou OH- para ajustar a carga e o pH da solução. Além disso, a ordem das semirreações pode ser trocada para que a semirreação de oxidação apareça antes da semirreação de redução na equação química final.

Determine o nox de todos os elementos e escreva quais compostos sofrem a redução/oxidação.

1) HNO₃    +    P₄    +    H₂O    →   H₃PO₄    +    NO

2) CaC₂O₄  +  KMnO₄   +  H₂SO₄   →  CaSO₄   +  K₂SO₄   +  MnSO₄  +  H₂O  + CO₂

3) NaBr    +    MnO₂    +    H₂SO₄    →    MnSO₄   +    Br₂    +    H₂O    +   NaHSO₄

4) Cu     +    HNO₃   →   Cu(NO₃)₂     +    H₂O    +    NO

5) KMnO₄    +    HBr     →     MnBr₂     +     KBr     +     Br₂     +     H₂O

6) MnO₄^– +    C₂O₄^2- +    H⁺ →    Mn²⁺ +     CO₂ +     H₂O

7) Na₂HAsO₃ +   NaBrO₃ +   HCl →   NaBr +   H₃AsO₄ +   NaCl

8) KBr + H₂SO₄ →  K₂SO₄ + Br₂ + SO₂ + H₂O

9) Cr₂O₃ + Na₂CO₃ + KNO₃ → Na₂CrO₄ + CO₂ + KNO₂

10) Ca₃(PO₄)₂ + SiO₂ + C →  CaSiO₃ + P₄ + CO

11) PbO₂ + HI → PbI₂ + I₂ + H2O

12) Ag₂SO₄ + AsH₃ + H₂O →  Ag + As₂O₃ + H₂SO₄

13) KClO₃ + H₂SO₄ → KHSO₄ + O₂ + ClO₂ + 2 H₂O

14) NH₃+O₂→NO+H₂O

https://youtu.be/je_bUpESN08

Questões de vestibulares mais recentes:

1. (UNIFESP 2022 – 2º Dia – Prova de Conhecimentos Específicos)

O ácido nítrico (HNO₃) é um dos produtos mais importantes da indústria química, por ser matéria-prima fundamental para a obtenção de diversos produtos, desde medicamentos até explosivos. A produção desse ácido se dá a partir da amônia, por meio de um processo em etapas cuja reação global é representada por:

NH₃ (g) + 2O₂ (g) → HNO₃ (aq) + H₂O (ℓ) 

Qual reagente atua como redutor no processo de produção do ácido nítrico? Justifique sua resposta, com base na variação dos números de oxidação.

Resolução: https://youtu.be/w9NE4vnKXZ0

2. (UNIFESP 2017 2º dia)

O cloreto de alumínio anidro, AℓCℓ₃(s), tem grande importância para a indústria química, pois é empregado como catalisador em diversas reações orgânicas. Esse composto pode ser obtido pela reação química entre cloro gasoso, Cℓ₂(g), e alumínio metálico, Aℓ (s).

 a) Indique como variam os números de oxidação do cloro e do alumínio nessa reação e qual desses reagentes atua como agente redutor.

 b) Escreva a equação balanceada dessa reação química.

Resolução: https://youtu.be/A_j312Q2rsw

3. (FUVEST 2019 2ª fase – 2º Dia)

O tricloreto de nitrogênio (NCℓ₃), ou tricloramina, é um composto de aparência oleosa muito perigoso quando puro, pois se decompõe explosivamente formando N₂ e Cℓ₂. Ele era utilizado, até sua proibição na década de 1940, para o branqueamento de farinhas comerciais, no chamado Processo Agene^®. Atualmente, é conhecido como um dos subprodutos tóxicos indesejáveis formados no processo de desinfecção de piscinas. Ele se forma, por exemplo, pela reação do cloro usado nas piscinas com ureia proveniente da urina de nadadores que as utilizam.

Pede-se:

 a) Represente a molécula do NCℓ₃ utilizando fórmula de Lewis.

 b) Escreva a equação balanceada para a decomposição do NCℓ₃ em N₂ e Cℓ₂.

Qual é o número de oxidação do nitrogênio no reagente e no produto?

Resolução: https://youtu.be/AtnOkEVlF6M

(ENEM 2020 – Digital – 2° dia – Amarelo)

Os objetos de prata tendem a escurecer com o tempo, em contato com compostos de enxofre, por causa da formação de uma película superficial de sulfeto de prata (Ag₂S), que é escuro. Um método muito simples para restaurar a superfície original desses objetos é mergulhá-los em uma solução diluída aquecida de hidróxido de sódio (NaOH), contida em uma panela comum de alumínio. A equação química que ilustra esse processo é:

 3 Ag₂S (s) + 2 Al (s) + 8 NaOH (aq) → 6 Ag (s) + 3 Na₂S (aq) + 2 NaAlO₂ (aq) + 4 H₂O (l)

 A restauração do objeto de prata ocorre por causa do(a)

a) prata, que reduz o enxofre.
b) íon sulfeto, que sofre oxidação.
c) íon hidróxido, que atua como agente oxidante.
d) alumínio, que atua como agente redutor no processo.
e) variação do pH do meio reacional, que aumenta durante a reação.

Resolução: Resposta D