PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão Q05 da 2ª fase da FUVEST 2007

2ª fase · Química · Química: Reações de oxirredução e balanceamento redox

Foi realizado o seguinte experimento, em quatro etapas:

I) Em um copo de vidro, contendo alguns pregos de ferro lixados, foi colocada uma solução de tintura de iodo (iodo em solução de água e álcool comum, de cor castanho-avermelhada), em quantidade suficiente para cobrir os pregos. Depois de algumas horas, observou-se descoloração da solução.

II) A solução descolorida foi despejada em um outro copo, separando-se-a dos pregos.

III) À solução descolorida, foram adicionadas algumas gotas de água sanitária (solução aquosa de hipoclorito de sódio, cujo pH é maior que 7). Observou-se o reaparecimento imediato da cor castanho-avermelhada e formação de um precipitado.

IV) Adicionaram-se, à mistura heterogênea obtida em III, algumas gotas de ácido clorídrico concentrado. A solução continuou castanho-avermelhada, mas o precipitado foi dissolvido.

a) Escreva a equação química balanceada para a reação que ocorre na etapa I.

b) Quais os produtos das transformações que ocorrem na etapa III?

c) Escreva a equação química balanceada para a reação que ocorre na etapa IV.

Observações:

Hipoclorito, \ce{ClO-}, é um oxidante que se reduz a cloreto, \ce{Cl-}, em meio aquoso.

O precipitado da etapa III envolve o cátion formado na etapa I.

Na tintura de iodo, o álcool está presente apenas para aumentar a solubilidade do iodo.

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Resolução comentada

a)

A descoloração indica que o iodo molecular, \ce{I2}, responsável pela cor castanho-avermelhada, foi consumido. Ele reage com o ferro metálico em uma reação de oxirredução: o ferro perde elétrons, formando \ce{Fe^{2+}}, enquanto o iodo recebe elétrons, formando iodeto, \ce{I-}.

As semirreações são:

\ce{Fe -> Fe^{2+} + 2e-}
\ce{I2 + 2e- -> 2I-}

Somando-as, obtemos a formação de iodeto de ferro(II), que permanece dissolvido. O álcool não participa da reação, pois atua apenas como solvente.

Equação balanceada:

\boxed{\ce{Fe(s) + I2(aq) -> FeI2(aq)}}

b)

Na solução separada dos pregos, estão presentes os íons \ce{Fe^{2+}} e \ce{I-}. Ao adicionar água sanitária, o hipoclorito oxida o iodeto a iodo molecular, fazendo reaparecer a cor castanho-avermelhada. Nesse processo, o hipoclorito é reduzido a cloreto:

\ce{2I- + ClO- + H2O -> I2 + Cl- + 2OH-}

Em meio básico, os íons ferro(II) formam um hidróxido pouco solúvel, responsável pelo precipitado indicado no enunciado:

\ce{Fe^{2+} + 2OH- -> Fe(OH)2(s)}

Assim, a transformação global pode ser representada por:

\ce{FeI2 + NaClO + H2O -> Fe(OH)2(s) + I2 + NaCl}

Os produtos são iodo, \ce{I2}; hidróxido de ferro(II), \ce{Fe(OH)2}, que precipita; e cloreto de sódio, que permanece dissolvido.

c)

O ácido clorídrico fornece íons \ce{H+}, que neutralizam os grupos hidróxido do precipitado, formando água. Com isso, o hidróxido de ferro(II) se dissolve, e o ferro volta a permanecer em solução como \ce{Fe^{2+}}.

Trata-se de uma reação ácido-base, sem mudança do número de oxidação do ferro. O iodo molecular não é consumido nessa dissolução, por isso a solução continua castanho-avermelhada, como observado no experimento.

Equação balanceada:

\boxed{\ce{Fe(OH)2(s) + 2HCl(aq) -> FeCl2(aq) + 2H2O(l)}}

Assuntos: Reações de oxirredução e balanceamento redox, Neutralização e reações ácido-base.

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