Questão 10118

IME 1996

Química

(Ime 1996 - adaptada) São dadas as equações químicas, não ajustadas, a seguir:

I) KCO₃+ H₂SO₄ HCO₄+ CO₂ + K₂SO₄ + H₂O

II) KMnO₄+ HCKC+ MnC₂+ H₂O + C₂

Sobre as equações acima, avalie as afirmações abaixo e assinale a alternativa correta.

I. Os coeficientes da equação I são, respectivamente, da esquerda para a direita 6, 3, 2, 4, 3 e 2

II. Os coeficientes da equação II são, respectivamente, da esquerda para a direita 2, 8, 2, 2, 4 e 3

III. Na equação I, o agente redutor é o KClO₃

IV. Na equação II, o agente oxidante é o HCl

São corretas, apenas

I e III

II e IV

I, II e III

II, III e IV

todas

Gabarito:

I e III

Resolução:

I. Os coeficientes da equação I são, respectivamente, da esquerda para a direita 6, 3, 2, 4, 3 e 2 ✔️

KClO₃ $ightarrow$ o K tem nox +1 (metais alcalinos tem nox +1); o Cl vai ter nox desconhecido a; o O tem nox -2 (nox do oxigênio na maioria de seus compostos);
O composto KClO₃tem carga 0, logo:
$(+1 cdot 1) + (acdot 1) + (-2 cdot3) = 0$
$1 + a -6 = 0 Rightarrow a = +5$

H₂SO₄ $ightarrow$ o H tem nox +1 (pois está ligado a ametais); o S vai ter nox desconhecido b; o O tem nox -2 (nox do oxigênio na maioria de seus compostos);
O composto H₂SO₄tem carga 0, logo:
$(+1 cdot 2) + (bcdot 1) + (-2 cdot4) = 0$
$2 + b -8 = 0 Rightarrow b = +6$

HClO₄ $ightarrow$ o H tem nox +1 (pois está ligado a ametais); o Cl vai ter nox desconhecido c; o O tem nox -2 (nox do oxigênio na maioria de seus compostos);
O composto HClO₄tem carga 0, logo:
$(+1 cdot 1) + (ccdot 1) + (-2 cdot4) = 0$
$1 + c -8 = 0 Rightarrow c = +7$

ClO₂ $ightarrow$ o Cl vai ter nox desconhecido d; o O tem nox -2 (nox do oxigênio na maioria de seus compostos);
O composto ClO₂tem carga 0, logo:
$(dcdot 1) + (-2 cdot2) = 0$
$d -4 = 0 Rightarrow d = +4$

K₂SO₄ $ightarrow$ o K tem nox +1 (metais alcalinos tem nox +1); S vai ter nox desconhecido e; o O tem nox -2 (nox do oxigênio na maioria de seus compostos);
O composto K₂SO₄tem carga 0, logo:
$(+1 cdot 2)(ecdot 1) + (-2 cdot4) = 0$
$2 +e -8 = 0 Rightarrow e = +6$

H₂O $ightarrow$ o H tem nox +1 (ligado a um ametal); o O tem nox -2 (nox do oxigênio na maioria de seus compostos);

I) $K^{+1}{color{Red} Cl^{+5}}O_3^{+2} + H_2^{+1}S^{+6}O^{+2}_4 ightarrow$ $H^{+1}{color{Red} Cl^{+7}}O^{+2}_4 + {color{Red} Cl^{+4}}O_2^{+2} + K_2S^{+6}O_4^{+2} + H_2^{+1}O^{+2}$

Cl Oxidou: +5 $ightarrow$ +7 Δ = 2 $ightarrow$ 2*1 = 2e^- perdidos (esse valor multiplica em baixo e vira coeficiente do Cl) $ightarrow$ 1*2 = 2e^- perdidos $ightarrow$ Agente Redutor: KClO₃
Cl Reduziu: +5 $ightarrow$ +4 Δ = 1 $ightarrow$ 1*1 = 1e^- ganho (esse valor multiplica em cima e vira coeficiente do Cl) $ightarrow$ 2*1 = 2e^- ganhos $ightarrow$ Agente Oxidante: KClO₃

Balanceando a reação:
f KClO₃+ g H₂SO₄ 1 HClO₄+ 2 ClO₂ + h K₂SO₄ + i H₂O

Cl $ightarrow$ reagentes = $fcdot1$ ; produtos = $1cdot1 + 2cdot1 = 3$    $Rightarrow$ $fcdot1 = 1cdot1 + 2cdot1 ightarrow {color{Blue} f = 3}$
K $ightarrow$ reagentes = $fcdot1 = 3 cdot 1 = 3$ ; produtos = $hcdot 2$    $Rightarrow$ $3 = hcdot2 ightarrow {color{Blue} h =frac{3}{2}}$
S $ightarrow$ reagentes = $gcdot1$ ; produtos = $frac{3}{2} cdot1 = frac{3}{2}$    $Rightarrow$ $gcdot1 = frac{3}{2} ightarrow {color{Blue} g =frac{3}{2}}$
O $ightarrow$ reagentes = $3cdot3 + frac{3}{2} cdot4 = 15$ ; produtos = $1cdot4 + 2cdot2+frac{3}{2}cdot4 + icdot1 = 14 +i$    $Rightarrow$ $15 = 14 +i ightarrow{color{Blue} i = 1}$

3 KClO₃+ 3/2 H₂SO₄ 1 HClO₄+ 2 ClO₂ + 3/2 K₂SO₄ + 1 H₂O

Para que os coeficientes fiquem inteiros, multiplicamos tudo por 2:
6 KClO₃+ 3 H₂SO₄ 2 HClO₄+ 4 ClO₂ + 3 K₂SO₄ + 2 H₂O

II. Os coeficientes da equação II são, respectivamente, da esquerda para a direita 2, 8, 2, 2, 4 e 3 ❌

KMnO₄ $ightarrow$ o K tem nox +1 (metais alcalinos tem nox +1); o Mn vai ter nox desconhecido a; o O tem nox -2 (nox do oxigênio na maioria de seus compostos);
O composto KMnO₄tem carga 0, logo:
$(+1 cdot 1) + (acdot 1) + (-2 cdot4) = 0$
$1 + a -8 = 0 Rightarrow a = +7$

HCl $ightarrow$ o H tem nox +1 (ligado a ametais); o Cl vai ter nox -1;

KCl $ightarrow$ o K tem nox +1 (metais alcalinos tem nox +1); o Cl vai ter nox desconhecido -1;

MnCl₂ $ightarrow$ o Mn tem nox desconhecido b; o Cl vai ter nox -1;
O composto MnCl₂tem carga 0, logo:
$(b cdot 1) + (-1cdot 2) = 0$
$b-2= 0 Rightarrow a = +2$

H₂O $ightarrow$ o H tem nox +1 (ligado a um ametal); o O tem nox -2 (nox do oxigênio na maioria de seus compostos);

Cl₂ $ightarrow$ o Cl tem nox 0 (por ser uma substância simples)

$K^{+1}{color{Red} Mn^{+7}}O_4^{-2} + H^{+1}{color{Magenta} Cl^{-1}} ightarrow K^{+1}Cl^{-1}+{color{Red} Mn^{+2}}Cl_2^{-1} + H^{+1}_2O^{-2} + {color{Magenta} Cl_2^{0}}$

Cl Oxidou: -1 $ightarrow$ 0 Δ = 1 $ightarrow$ 1*2 = 2e^- perdidos (esse valor multiplica em baixo e vira coeficiente do Mn) $ightarrow$ 2*5 = 10e^- perdidos $ightarrow$ Agente Redutor: HCl
Mn Reduziu: +7 $ightarrow$ +2 Δ = 5 $ightarrow$ 5*1 = 5e^- ganho (esse valor multiplica em cima e vira coeficiente do Cl) $ightarrow$ 5*2 = 10e^- ganhos $ightarrow$ Agente Oxidante: KMnO₄

Balanceando a reação:
2 KMnO₄+ c HCld KCl + e MnCl₂+ f H₂O + 5 Cl₂

K $ightarrow$ reagentes = $2cdot1 =2$ ; produtos = $dcdot1 = d$    $Rightarrow$ ${color{Blue} d = 2}$
Mn $ightarrow$ reagentes = $2cdot1 = 2$ ; produtos = $ecdot 1=e$    $Rightarrow$ ${color{Blue} e =2}$
O $ightarrow$ reagentes = $2cdot4=8$ ; produtos = $f cdot1=f$    $Rightarrow$ $ightarrow {color{Blue} f=8}$
H $ightarrow$ reagentes = $ccdot1 = c$ ; produtos = $fcdot2 = 8cdot2=16$    $Rightarrow$ $ightarrow{color{Blue} c=16}$

2 KMnO₄+ 16 HCl2 KCl + 2 MnCl₂+ 8 H₂O + 5 Cl₂

III. Na equação I, o agente redutor é o KClO₃✔️
Cl Oxidou: +5 $ightarrow$ +7 $Rightarrow$ Agente Redutor: KClO₃
Cl Reduziu: +5 $ightarrow$ +4 $Rightarrow$ Agente Oxidante: KClO₃

IV. Na equação II, o agente oxidante é o HCl ❌
Cl Oxidou: -1 $ightarrow$ 0 $Rightarrow$ Agente Redutor: HCl
Mn Reduziu: +7 $ightarrow$ +2 $Rightarrow$ Agente Oxidante: KMnO₄

Gabarito alternativa a.

Questão 10118

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