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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 2 (Química) do ITA 2008

Química · Química: Reações de oxirredução e balanceamento redox

Texto-base das questões 01 a 20 · Química

Constante de Avogadro = 6{,}02 \times 10^{23}\text{ mol}^{-1}
Constante de Faraday (F) = 9{,}65 \times 10^4\text{ C mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\text{ A s mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\text{ J V}^{-1}\text{ mol}^{-1}
Volume molar de gás ideal = 22{,}4\text{ L (CNTP)}
Carga elementar = 1{,}602 \times 10^{-19}\text{ C}
Constante dos gases (R) = 8{,}21 \times 10^{-2}\text{ atm L K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 8{,}31\text{ J K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 62{,}4\text{ mmHg L K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 1{,}98\text{ cal K}^{-1}\text{ mol}^{-1}
Constante gravitacional (g) = 9{,}81\text{ m s}^{-2}

DEFINIÇÕES

Pressão = 1\text{ atm} = 760\text{ mmHg} = 101325\text{ Nm}^{\mathbf{-2}} = 760\text{ Torr}
1\text{ N} = 1\text{ kg m s}^{-2}
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0\ ^\circ\text{C} e 760\text{ mmHg}
Condições ambientes: 25\ ^\circ\text{C} e 1\text{ atm}.
Condições-padrão: 25\ ^\circ\text{C}, 1\text{ atm}, concentração das soluções: 1\text{ mol L}^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies), sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) ou (c) = sólido cristalino; (l) ou (\ell) = líquido; (g) = gás; (aq) = aquoso; (graf) = grafite; (CM) = circuito metálico; (conc) = concentrado; (ua) = unidades arbitrárias; [A] = concentração da espécie química A em \text{mol L}^{-1}.

MASSAS MOLARES

Elemento Químico Número Atômico Massa Molar
(\text{g mol}^{-1})		 Elemento Químico Número Atômico Massa Molar
(\text{g mol}^{-1})
H 1 1,01 Cl 17 35,45
Be 4 9,01 K 19 39,10
B 5 10,81 Ca 20 40,08
C 6 12,01 Fe 26 55,85
N 7 14,01 Cu 29 63,55
O 8 16,00 Zn 30 65,39
F 9 19,00 As 33 74,92
Na 11 22,99 Br 35 79,91
Mg 12 24,31 Ag 47 107,87
Al 13 26,98 Cd 48 112,41
P 15 30,97 Sn 50 118,71
S 16 32,06 I 53 126,90
Pt 78 195,08

Considere as reações químicas representadas pelas equações abaixo:

I. \ce{H3CCHCH2 + HI -> H3CCHICH3}
II. \ce{H3CCOOH + NaOH -> H3CCOONa + H2O}
III. \ce{LiAlH4 + 4(H3C)2CO + 4H2O -> 4(H3C)2CHOH + LiOH + Al(OH)3}
IV. \ce{C6H6ONa + CH3CH2Cl -> C6H6OCH2CH3 + NaCl}
V. \ce{H3CCH2OH + HCl -> H3CCH2Cl + H2O}

Assinale a opção que apresenta as equações químicas que configuram reações de óxido-redução.

  1. A
    Apenas I e II
  2. B
    Apenas I e III
  3. C
    Apenas II e IV
  4. D
    Apenas III e IV
  5. E
    Apenas V
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Resolução comentada

Uma reação é de óxido-redução quando há variação do número de oxidação (Nox) de algum átomo. Em orgânica, basta acompanhar o Nox dos carbonos que mudam de ligação.

I. Adição de HI ao propeno: o C que recebe o I passa de Nox -1 (C=CH–) para 0 (ligado a C, C, H, I: $-1+... $). O carbono ligado ao I ganha uma ligação com elemento mais eletronegativo (oxida), e o outro carbono ganha H (reduz). Em \ce{CH3-CH=CH2}: o CH tem Nox -1 e o CH2 tem -2. No produto, CHI tem Nox 0 (C: +1 do I, -1 do H, 0 dos C) e o CH3 terminal tem -3. Houve variação, então é redox.

II. Ácido-base (neutralização): nenhum Nox muda. Não é redox.

III. O \ce{LiAlH4} é redutor: o carbono da carbonila da propanona (Nox +2) passa a 0 no álcool secundário (o H do hidreto, -1, vai a +1 na hidroxila). É redox.

IV. Substituição nucleofílica (fenóxido + haleto de alquila, formando éter): o carbono do \ce{CH2Cl} passa de Nox -1 para -1 (troca Cl por O, ambos mais eletronegativos), sem variação. Não é redox.

V. Substituição de OH por Cl no álcool: o carbono continua ligado a um elemento mais eletronegativo; Nox do C permanece -1. Não é redox.

Portanto, só I e III são reações de óxido-redução.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AInclui a II, que é neutralização ácido-base, sem variação de Nox.
  • CII é ácido-base e IV é substituição sem variação de Nox.
  • DInclui a IV, substituição nucleofílica sem mudança de Nox, e omite a I.
  • EV é substituição de OH por Cl, sem variação de Nox.

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

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Fonte: ITA 2008 · Química. Prova oficial ↗