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Questão 53 do ENEM PPL 2016

1º dia · Ciências da Natureza · Química: Reações de oxirredução e balanceamento redox

Um bafômetro simples consiste em um tubo contendo uma mistura sólida de dicromato de potássio em sílica umedecida com ácido sulfúrico. Nesse teste, a detecção da embriaguez por consumo de álcool se dá visualmente, pois a reação que ocorre é a oxidação do álcool a aldeído e a redução do dicromato (alaranjado) a cromo(III) (verde) ou cromo(II) (azul).

Esquema experimental: um frasco erlenmeyer contendo álcool recebe uma corrente de ar proveniente de um sopro, borbulhando no líquido; os vapores liberados passam por um tubo conectado a um tubo de ensaio contendo solução ácida de dicromato de potássio.

A equação balanceada da reação química que representa esse teste é:

  1. A
    \ce{Cr2O7^2- (aq) + 2 H+ (aq) + 3 CH3-CH2-OH (g) -> 2 Cr^2+ (aq) + 4 H2O (l) + 3 CH3-COOH (g)}
  2. B
    \ce{Cr2O7^2- (aq) + 8 H+ (aq) + 3 CH3-CH2-OH (g) -> 2 Cr^3+ (aq) + 7 H2O (l) + 3 CH3-CHO (g)}
  3. C
    \ce{CrO4^2- (aq) + 2 H+ (aq) + 3 CH3-CH2-OH (g) -> Cr^3+ (aq) + 4 H2O (l) + 3 CH3-CHO (g)}
  4. D
    \ce{Cr2O7^2- (aq) + 8 H+ (aq) + 3 CH3-CHO (g) -> 2 Cr^3+ (aq) + 4 H2O (l) + 3 CH3-COOH (g)}
  5. E
    \ce{CrO4^2- (aq) + 2 H+ (aq) + 3 CH3-CHO (g) -> Cr^2+ (aq) + H2O (l) + 3 CH3-COOH (g)}
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Resolução comentada

O enunciado diz que o álcool (etanol) é oxidado a aldeído (etanal) e que o dicromato \ce{Cr2O7^2-} (alaranjado) é reduzido a \ce{Cr^3+} (verde) ou \ce{Cr^2+} (azul). Isso elimina de cara as alternativas em que o produto orgânico é ácido (A, D, E) ou em que o reagente é aldeído (D, E). Restam B e C, e é preciso conferir o balanceamento.

Alternativa B:

  1. Átomos de Cr: 2 nos reagentes e 2 nos produtos. Está balanceado.
  2. Hidrogênio e oxigênio: nos reagentes há 8 H (do \ce{H+}) mais 3 \times 6 = 18 H do etanol, total de 26 H. Nos produtos há 7 \times 2 = 14 H da água mais 3 \times 4 = 12 H do etanal, total de 26 H. Confere.
  3. Oxigênio: nos reagentes há 7 (dicromato) mais 3 (etanol), total de 10. Nos produtos há 7 (água) mais 3 (etanal), total de 10. Confere.
  4. Carga: nos reagentes, -2 + 8 = +6. Nos produtos, 2 \times (+3) = +6. Confere.

Alternativa C: o cromo aparece como \ce{CrO4^2-} (cromato), que não é o íon alaranjado citado. Além disso, o oxigênio não fecha: são 4+3=7 nos reagentes e 4+3=7 nos produtos, mas o hidrogênio dá 2+18=20 nos reagentes e 8+12=20 nos produtos. A carga é -2+2=0 contra +3 nos produtos, então está errada.

Apenas a B está balanceada e coerente com o texto.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AForma ácido acético, não aldeído, e leva a \ce{Cr^2+} com equação sem balanço de cargas e átomos.
  • CUsa cromato em vez de dicromato e não balanceia as cargas (0 nos reagentes, +3 nos produtos).
  • DColoca o aldeído como reagente e o ácido como produto, invertendo o que o enunciado descreve.
  • EUsa cromato e parte do aldeído formando ácido, além de não estar balanceada.

Assuntos: Reações de oxirredução e balanceamento redox, Oxidação e redução de compostos orgânicos.

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