Questão 2

ITA 2017

Química

(ITA - 2017 - 2ª Fase)

Ambos os íons sulfeto e sulfito reagem, em meio ácido, com o íon bromato, provocando o aparecimento de uma coloração no meio reacional.

a) Escreva as equações químicas balanceadas que representam as reações que provocam o aparecimento de coloração no meio reacional.

b) Escreva a equação química balanceada que representa a reação envolvendo o sulfito quando há excesso do agente redutor. Nestas condições, explique o que ocorre com a coloração do meio reacional.

Gabarito:

Resolução:

a) A partir das informações presentes no texto podemos deduzir quais substâncias formadas a patir dos ânions citados (S^-2, SO₃^-2 e BrO₃^-) alteram a coloração do meio reacional, ou seja, o enxofre sólido(amarelo) e o bromo líquido (vermelho-alaranjado). Então, "montamos" as equações químicas, lembrando que:

1°) para fazer a referência ao meio ácido devemos acrescentar aos reagentes o cátion hidrogênio (H⁺);

2°) para balancear o oxigênio presente no ânion oxigenado (BrO₃^-), acrescentamos água do lado dos produtos (deficiátio de átomo de oxigênio).

Na reação do sulfeto com o bromato predomina a formação de um único produto colorido, o enxofre sólido (amarelo), ou seja, não ocorrerá a formação de bromo (Br₂) que deixa a solução laranja-avermelhada, porém há formação de brometo:

$S^{2-}_{(aq)}+BrO^{-}_{3(aq)}+H^{+}_{(aq)} ightarrow S_{(s)}+Br^{-}_{(aq)}+H_{2}O_{(l)}$

A variação do nox do enxofre é -2 para 0, e a variação do nox do bromo é +5 para -1.

Balanceando:

$S^{-2}overset{oxidacao}{ ightarrow}S+2e^{-};;;;;;;(x3)$

$Br^{5+}+6e^{-}overset{reducao}{ ightarrow}Br^{-};;;(x1)$

$3S^{-2}overset{oxidacao}{ ightarrow}3S+6e^{-}$

$1Br^{5+}+6e^{-}overset{reducao}{ ightarrow}1Br^{-};;;(x1)$

Então,

$3S^{-2}_{(aq)}+1BrO^{-}_{3(aq)}+6H^{+}_{(aq)}overset{}{ ightarrow}3S_{(s)}+1Br^{-}_{(aq)}+3H_{2}O_{(l)}$

Na reação do sulfito com bromato ocorrerá a formação de sulfato (SO₃^-2 → SO₄^-2 ; oxidação) com variação do nox de +4 para +6. Além disso, é formado o Br₂ (BrO₃^-2 → Br₂ ; redução) com variação do nox de +5 para 0, deixando a solução laranja-avermelhada:

$SO^{-2}_{3(aq)}+1BrO^{-}_{3(aq)}+H^{+}_{(aq)}overset{}{ ightarrow}SO^{2-}_{4(aq)}+Br^{-}_{(aq)}+H_{2}O_{(l)}$

Balanceando:

$S^{4+}overset{oxidacao}{ ightarrow}S^{6+}+2e^{-};;;;;;;(x5)$

$2Br^{5+}+10e^{-}overset{reducao}{ ightarrow}2Br^{0};;;(x1)$

$5S^{4+}overset{oxidacao}{ ightarrow}5S^{6+}+10e^{-};$

$2Br^{5+}+10e^{-}overset{reducao}{ ightarrow}2Br^{0}$

Então.

$5SO^{-2}_{3(aq)}+2BrO^{-}_{3(aq)}+2H^{+}_{(aq)}overset{}{ ightarrow}5SO^{2-}_{4(aq)}+1Br_{2(aq)}+H_{2}O_{(l)}$

Equações químicas balanceadas:

$3S^{-2}_{(aq)}+1BrO^{-}_{3(aq)}+6H^{+}_{(aq)}overset{}{ ightarrow}3S_{(s)}+1Br^{-}_{(aq)}+3H_{2}O_{(l)}$

$5SO^{-2}_{3(aq)}+2BrO^{-}_{3(aq)}+2H^{+}_{(aq)}overset{}{ ightarrow}5SO^{2-}_{4(aq)}+1Br_{2(aq)}+H_{2}O_{(l)}$

b) Equação química balanceada que representa a reação envolvendo o sulfito quando há excesso do agente redutor, ou seja, do sulfito $(SO_{3}^{2-})$ cujo átomo de enxofre sofre oxidação e neste caso não há citação no enunciado de que o meio seja ácido: