Gabarito SAS: L2. qui1. aula 07

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  Resoluções das atividades QUÍMICA1 1Pré-Universitário – Livro 2 Atividades para sala Aula 7 Métodos de balanceamento de equações químicas II 01 B Essa equação será balanceada pelo método da variação do Nox. a P4 + b HNO3 + c H2 O d H3 PO4 + e NO 0 +2+5 +5 Agente oxidante Agente redutor Nox ↑ Nox ↓ Oxidação Redução 3 P4 : oxidação ⇒ Dt = 5 · 4 = 20 · 3 = 60 e– 20 HNO3 : redução ⇒ Dt = 3 · 1 = 3 · 20 = 60 e– Índice do P Índice do N Assim, a equação balanceada será: a = ? b = ? c = ? d = ? e = ? 3 P4 + 20 HNO3 + 8 H2 O 12 H3 PO4 + 20 NO Logo, a = 3, c = 8, e = 20. 02 C Essa equação será balanceada pelo método da variação do Nox. H2 C2 O4(aq) + MnO– 4(aq) + H+ (aq) CO2(g) + Mn2+ (aq) + H2 O(l) +7 +2 +4+3 Agente oxidante Agente redutor Nox ↓ Nox ↑ Redução Oxidação 5 H2 C2 O4(aq) : oxidação ⇒ Dt = 1 · 2 = 2 · 5 = 10 e– 2 MnO– 4(aq) : redução ⇒ Dt = 5 · 1 = 5 2 =  10 e– Índice do C Índice do Mn Assim, a equação balanceada será: 5 H2 C2 O4(aq) + 2 MnO– 4(aq) + 6 H+ (aq) 10 CO2(g) + 2 Mn2+ (aq) + 8 H2 O(l) Logo, a soma dos coeficientes dos produtos é: 10 + 2 + 8 = 20 03 A Essa equação será balanceada pelo método da variação do Nox. Redução Agente oxidante Agente redutor Oxidação Nox ↑ Nox ↓ KMnO4 + H2 O2 +H2 SO4 → MnSO4 + K2 SO4 + O2 + H2 O –1 0 +7 +2 Para igualar o número de elétrons perdidos pelo redutor ao número de elétrons perdidos pelo oxidante, tem-se: 5 H2 O2 : oxidação ⇒ ∆t = 1 · 2 = 2 · 5 = 10 e– 2 KMnO4 : redução ⇒ ∆t = 5 · 1 = 5 · 2 = 10 e– Índice do Mn Índice do O Assim, a equação balanceada será: 2KMnO4 +5H2 O2 +3H2 SO4 →2MnSO4 +1K2 SO4 +5O2 +8H2 O Logo,asomadoscoeficientesé:2+5+3+2+1+5+8=26, e o agente oxidante é o KMnO4 . 04 A As equações só podem ser balanceadas pelo método íon-elétron. 1. Dividir a equação dada em duas meias-equações e, fazer o balanceamento destas: I. +7 –1 +2 0 MnO–4 (aq) + H2 O2(l) Mn(aq) + O2(g) (meio ácido) Meias-equações:  Da semirreação de oxidação: 1 H2 O2(l) oxi 1 O2(g) + 2 H+ (aq) + 2 e–  Da semirreação de redução: MnO– 4(aq) + 8 H+ (aq) + 5 e– red Mn2+ (aq) + 4 H2 O(l) 2. Para igualar o número de elétrons perdidos pelo redu- tor (H2 O2 ) ao número de elétrons ganhos pelo oxidante (MnO– 4 ), multiplica-se a meia-equação da semirreação de oxidação por 5 e a meia-equação da semirreação de redução por 2, e soma-se as meias-equações para obtenção da equação balanceada.
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  QUÍMICA 1 2 Pré-Universitário– Livro 2 8 16 8 32 242 2A H O A O H es aq aql ll( ) ( ) ( ) ( )+ + +− + − 3 27 24 3 93 3 2NO H e NH H Oaq aq g( ) ( ) ( ) ( ) − + − + + + l 8 3 7 8 3 53 2 2 3A NO H O A O NH Hs aq aq g aql ll( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )+ + + +− − + oxi red + Como o meio reacional solicitado é básico, acrescenta-se 5 HO– a cada membro da equação. Assim: 8 3 7 5 8 3 53 2 2 3A NO H O HO A O NH Hs aq aq aq g aql ll( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )+ + + + +− − − ++ − + 5 HO aq( ) Finalmente: 8 3 2 5 8 33 2 2 3A NO H O HO A O NHs aq aq aq gl ll( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )+ + + +− − − 5H2 O(l) meio básico Coeficiente da água Presença de + –1 0 5 H2 O2() oxi 5 O  2(g) + 10 H+ (aq) + 10 e– +7 2 MnO– 4(aq) + 16 H+ (aq) + 10 e– red 2 Mn2+ (aq) + 8 H2 O(l) Coeficiente da água presença de 2 MnO– 4(aq) + 5 H2 O2(l) + 6 H+ (aq) meio ácido 2 MN2+ (aq) + 5 O2(g) + 8 H2 O(l) 0 +5 –3 +3 Al(s) + NO– 3(aq) NH3(g) + AlO– 2(aq) (meio básico) Meias-equações:  Da semirreação de oxidação: 0 +3 Al(s) + 2 H2 O(l) oxi AlO– 2(aq) + 4 H+ (aq) + 3 H2 O(l) + 3 e–  Da semirreação de redução: +5 –3 NO– 3(aq) + 9 H+ (aq) + 8 e– red NH3(g) + 3 H2 O(l) Para igualar o número de elétrons perdidos pelo redu- tor (Al) ao número de elétrons ganhos pelo oxidante (NO– 3 ), multiplica-se a meia-equação da semirreação de oxidação por 8 e a meia-equação da semirreação de redução por 3, e soma-se as meias-equações para obtenção da equação balanceada. Atividades propostas 01 C Equação da reação: MnO2– 4(aq) MnO2(s) + MnO– 4(aq) (meio ácido) Meias-equações:  Da semirreação de redução: MnO2– 4(aq) + 4 H+ (aq) + 2 e– MnO2(s) + 2 H2 O(l)  Da semirreação de oxidação: MnO2– 4(aq) MnO– 4(aq) + 1 e– red oxi Para igualar o número de elétrons perdidos pelo redu- tor (MnO2– 4    ) ao número de elétrons ganhos pelo oxidante (MnO2– 4     ), multiplica-se a meia-equação da semirreação de oxidação por 2 e somam-se as meias-equações para obtenção da equação balanceada. MnO aq4 2 ( ) − + 4 Haq( ) + + 2e− MnO2(s) + 2 H2 O(l) 2 4 2 MnO aq( ) − 2 4MnO aq( ) − + 2e− 3 4 2 MnO aq( ) − + 4 Haq( ) + 2 4MnO aq( ) − + 1 MnO2(s) + 2 H2 O(l) oxi red meio ácido + presença de Logo, os coeficientes de MnO2– 4   , MnO– 4 e MnO2 são, res- pectivamente, 3, 2 e 1. 02 A A equação será balanceada pelo método da variação do Nox. y Cr O aq2 7 2 ( ) − +xHaq( ) + +C2 H6 O(g) Craq( ) 3+ +zC2 H4 O(aq) +H2 O(l) –2 –1 +3+6 Agente oxidante Agente redutor Nox ↑ Oxidação Nox ↓ Redução 1Cr O aq2 7 2 ( ) − : redução ⇒ Dt = 3 · 2 = 6 : 2 = 3 · 1 = 3 e– 6 C2 H6 O(g) : oxidação ⇒ Dt = 1 · 2 = 2 : 2 = 1 · 3 = 3 e– Índice do Cr Índice do C ↑ dividir por 2 ↓ Assim, a equação balanceada será: y = ? x = ? z = ? 1 Cr O aq2 7 2 ( ) − + 8 Haq( ) + + 3 C2 H6 O(g) 2 Craq( ) 3+ + 3 C2 H4 O(aq) Álcool Aldeído Logo, x = 8, y = 1 e z = 3. Nox = –1 Nox = +1 03 C t H+ + u MnO4 – + v Fe2+ x Fe3+ + y Mn2+ + z H2 O +7 +2 +2 +3 Nox ↑ Nox ↓ Redução Oxidação 1 MnO–4 : redução ⇒ ∆t = 5 · 1 = 5 · 1 = 5 e– 5 Fe2+ : oxidação ⇒ ∆t = 1 · 1 = 1 · 5 = 5 e– Índice do Mn Índice do Fe
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  QUÍMICA 1 3Pré-Universitário –Livro 2 8 H+ + 1 MnO4 – + 5 Fe2+ → 5 Fe3+ + 1 Mn2+ + 4 H2 O Logo: t = 8, u = 1, v = 5, x = 5, y = 1 e z = 4. 04 C Cr2 O2– 7 + H+ + SO2– 3 → Cr3+ + H2 O + SO2– 4 +6 +1 Nox ↑ Redução Logo, a meia-equação da semirreação de redução é Cr2 O2– 7 + 14 H+ + 6 e– → 2 Cr3+ + 7 H2 O. 05 A Usando o método da variação do Nox: As2 S5 +NH4 OH + H2 O2 (NH4 )3 AsO4 + (NH4 )2 SO4 + H2 O Nox ↑ Nox ↓Agente redutor –2 +6 –2–1 +5 +5 Oxidação Redução 1 As2 S5 : oxidação ⇒ Dt = 8 · 5 = 40 : 2 = 20 · 1 = 20 e– 20H2 O2 : redução ⇒ Dt = 1 · 2 = 2 : 2 = 1 · 20 = 20 e– Índice do S Índice do O 1 As2 S5 + 16 NH4 OH + 20 H2 O2 2 (NH4 )3 AsO4 + 5 (NH4 )2 SO4 + 28 H2 O Após a equação balanceada, a soma dos coeficientes dos produtos é igual a: 2 + 5 + 28 = 35. 06 E Pelo método íon-elétron: C2 H6 O(g) + Cr2 O2– 7(aq) + H+ (aq) Cr 3+ (aq) + C2 H4 O2(g) + H2 O(l) Meias-equações:  Da semirreação de oxidação: oxi–2 –1 Agente redutor C2 H6 O(g) + H2 O C2 H4 O2(g) + 4 H+ (aq) + 4 e– A Da semirreação de redução: Cr2 O2– 7(aq) +14H+ (aq) + 6 e– 2 Cr 3+ (aq) +7H2 O(l) red Agente oxidante Para igualar o número de elétrons perdidos pelo redu- tor (C2 H6 O) ao número de elétrons ganhos pelo oxidante (C2 H4 O2 ), multiplica-se a meia-equação da semirreação de oxidação por 3 e a meia-equação da semirreação de redu- ção por 2, e soma-se as meias-equações para obtenção da equação balanceada. 3 C2 H6 O(g) + 3 H2 O 3 C2 H4 O2(g) + 12Haq( ) + + 12 e– 2 Cr O aq2 7 2 ( ) − + 28 Haq( ) + + 12 e– 4 Craq( ) 3+ + 14 H2 O(l) 3 CH3 CH2 OH(g) +2 Cr O aq2 7 2 ( ) − +16Haq( ) + 4 Craq( ) 3+ + 3 CH3 COOH(g) + 11 H2 O(l) oxi + Nox = +3 Álcool etílico A soma dos coeficientes após a equação balanceada é: 3 + 2 + 16 + 4 + 3 + 11 = 39 07 B A equação fornece os coeficientes 5, 1 e 1 para as espécies químicas HSO3 – , H2 O e I2 . Portanto, os demais coeficientes x, y e w serão determinados por tentativas: 2 IO3 – + 5 HSO3 – → 1 H2 O + H+ + 1 I2 + 5 SO4 2– Ajustando o hidrogênio: 2 IO– 3(aq) + 5 HSO3 – (aq) → 1 H2 O() + 3 H+ (aq) + 1 I2(s) + 5 SO4 2– (aq) Verificando a soma total das cargas do 1º e do 2º membro da equação: 1o membro: (–2) + (–5) = –7 2o membro: (0) + (+3) + (–10) = –7 Assim: x = 2, y = 3 e w = 5 A soma de todos os coeficientes após a equação balan- ceada é: 2 + 5 + 1 + 3 + 1 + 5 = 17 Determinando o Nox do enxofre e do iodo: +4 +6 IO3 – + HSO3 – → H2 O + H+ + I2 + SO4 2– +5 0 Oxidação Nox ↑ Nox ↓ Redução Após analisar a equação dada, conclui-se o seguinte: I. (F) Os valores dos coeficientes do balanceamento x, y e z são, respectivamente, 2, 3 e 5. II. (V) III. (V) IV. (V) 08 B I. (F) Nox→ –3 –1 Nox → –3 +1 Álcool etílico Etanal
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  QUÍMICA 1 4 Pré-Universitário– Livro 2 II. (V) III. (V) IV. (V) V. (V) 09 C K2 Cr2 O7 + C6 H12 O6 + H2 SO4 → Cr2 (SO4 )3 + K2 SO4 + CO2 + H2 O +6 +3 0 +4 Nox ↑ Nox ↓ Redução Oxidação +6 +6 +6 4 K2 Cr2 O7 : redução ⇒ ∆t = 3 · 2 = 6 : 6 = 1 · 4 = 4 e– 1 C6 H12 O6 : oxidação ⇒ ∆t = 4 · 6 = 24 : 6 = 4 · 1 = 4 e– índice do Cr índice do C 4 K2 Cr2 O7(aq) + 1 C6 H12 O6(aq) + 16 H2 SO4(aq) → 4 Cr2 (SO4 )3(aq) + 4 K2 SO4(aq) + 6 CO2(g) + 22 H2 O() Soma dos coeficientes dos reagentes: 4 + 1 + 16 = 21 10 C H2 S + Br2 + H2 O → H2 SO4 + HBr –2 +6 Agente redutor Agente oxidante Nox ↑ Nox ↓ Oxidação Redução –10 1 H2 S: oxidação ⇒ ∆t = 8 · 1 = 8 : 2 = 4 · 1 = 4 e– 4 Br2 : redução ⇒ ∆t = 1 · 2 = 2 : 2 = 1 · 4 = 4 e– Índice do S Índice do Br 1 H2 S + 4 Br2 + 4 H2 O → 1 H2 SO4 + 8 HBr Após a equação balanceada, conclui-se o seguinte: a) (F) O sulfeto de hidrogênio (H2 S) é o agente redutor. b) (F) Para cada mol de H2 S consumido, ocorre a produ- ção de 8 mol de HBr. c) (V) d) (F) O bromo sofre redução. e) (F) O número de oxidação do enxofre no ácido sulfú- rico (H2 SO4 ) é +6.