PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 53 da UFPR 2011

1ª fase · Química: Reações de oxirredução e balanceamento redox

Um dos principais mecanismos de degradação de compostos orgânicos (aqui representado pela forma genérica de hidrato de carbono “\ce{CH2O}”) em ambientes na ausência de oxigênio é expresso pela equação química não-balanceada abaixo:

\ce{CH2O + SO4^{2-} + H+ -> CO2 + HS- + H2O} \qquad \Delta\text{G}^∘ = -25{,}5\text{ kJ.mol}^{-1}

Com base nas informações fornecidas, considere as seguintes afirmativas:

  1. O agente oxidante da reação é \ce{SO4^{2-}}.
  2. O agente redutor da reação é \ce{H+}.
  3. O número de oxidação do elemento enxofre no íon \ce{HS-} é igual a +2.
  4. A reação acima é espontânea, de acordo com a lei de Gibbs.
  5. A equação corretamente balanceada é: \ce{2CH2O + SO4^{2-} + H+ -> 2CO2 + HS- + 2H2O}.

Assinale a alternativa correta.

  1. A
    Somente as afirmativas 3 e 5 são verdadeiras.
  2. B
    Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras.
  3. C
    Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
  4. D
    Somente as afirmativas 1, 4 e 5 são verdadeiras.
  5. E
    Somente as afirmativas 2, 4 e 5 são verdadeiras.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Vamos analisar cada afirmativa.

Afirmativa 1. Agente oxidante é a espécie que sofre redução. No \ce{SO4^{2-}}, o enxofre tem Nox +6 (4 O somam -8, carga total -2). No \ce{HS-}, o H é +1 e a carga é -1, então o S é -2. O Nox do S diminuiu de +6 para -2: ele reduziu, logo o sulfato é o oxidante. Verdadeira.

Afirmativa 2. O \ce{H+} não muda de Nox (continua +1). O redutor é o \ce{CH2O}, em que o C vai de 0 para +4 no \ce{CO2}. Falsa.

Afirmativa 3. O Nox do S no \ce{HS-} é -2, não +2. Falsa.

Afirmativa 4. Pela lei de Gibbs, um processo é espontâneo quando \Delta G < 0. Como \Delta G^\circ = -25{,}5\ \text{kJ/mol}, a reação é espontânea. Verdadeira.

Afirmativa 5. Balanceamento por elétrons: o S ganha 8\ e^- e cada C perde 4\ e^-, então são necessários 2 C para cada S. Assim: \ce{2CH2O + SO4^{2-} + H+ -> 2CO2 + HS- + 2H2O}.

Conferindo: H à esquerda = 4+1 = 5; à direita = 1+4 = 5. O à esquerda = 2+4 = 6; à direita = 4+2 = 6. A carga é -2+1=-1 nos dois lados. Verdadeira.

São verdadeiras 1, 4 e 5.

Alternativa D.

Pegadinha: A afirmativa 3 engana quem esquece a carga negativa do íon: o S em HS⁻ tem Nox −2, não +2.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ADiz que o Nox do S no HS⁻ é +2 (o correto é −2) e deixa de fora as afirmativas 1 e 4, que são verdadeiras.
  • BInclui a afirmativa 3, falsa, pois o S no HS⁻ tem Nox −2, e omite a 5, que está balanceada corretamente.
  • CConsidera o H⁺ agente redutor (ele não muda de Nox) e aceita o Nox +2 do S, que é falso.
  • EAceita a afirmativa 2, falsa, já que o redutor é o CH2O, e não o H⁺.

Assuntos: Reações de oxirredução e balanceamento redox, Entropia e energia livre de Gibbs.

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Fonte: UFPR 2011 · 1ª fase. Prova oficial ↗