UEMA 2014
O bafômetro é um instrumento que detecta álcool no ar exalado por meio de uma reação de transferência de elétrons. Esses dispositivos mais simples e descartáveis consistem num pequeno tubo que contém dicromato de potássio, K2Cr2O7, umedecido com ácido sulfúrico, H2SO4, com coloração amarelo-alaranjada. Quando a pessoa sopra, por meio da mistura, provoca a reação dos íons dicromato, detectando a presença de álcool, devido à mudança da cor para verde, conforme equação abaixo. A mudança de cor ocorre pela diferença do número de oxidação, observada na reação, que indica o número de elétrons que um átomo ou íon perde ou ganha para adquirir estabilidade química.
Equação:
K2Cr2O7 + 4 H2SO4 + 3 CH3CH2OH → [...]
Alaranjada incolor
[...] → Cr2(SO4)3 + 7 H2O + 3CH3CHO + K2SO4
Verde incolor
Os números de oxidação identificados nas espécies químicas responsáveis pela mudança de coloração são, respectivamente,
6+ e 3+.
6- e 3-.
1+ e 2-.
5+ e 2+.
5- e 2-.
Resolução
1. Identificar as espécies que mudam de cor
O enunciado informa que a coloração alaranjada (dicromato) torna-se verde (íon Cr3+). Logo, precisamos calcular o NOX do cromo em:
- dichromato de potássio, \(\mathrm{Cr_2O_7^{2-}}\);
- \(\mathrm{Cr^{3+}}\) presente em \(\mathrm{Cr_2(SO_4)_3}\).
2. NOX do cromo no dicromato \(\boldsymbol{\mathrm{Cr_2O_7^{2-}}}\)
Em íons poliatômicos, a soma algébrica dos NOX é igual à carga do íon (–2).
• Oxigênio: \(–2\) (regra geral).
• Sejam \(x\) os NOX de cada cromo (são iguais):
\[2x + 7(−2) = −2\]
\[2x −14 = −2 \Rightarrow 2x = 12 \Rightarrow x = +6\]
Portanto, o cromo passa de +6 no dicromato (cor alaranjada) ...
3. NOX do cromo em \(\boldsymbol{\mathrm{Cr^{3+}}}\)
Trata-se de um cátion simples: NOX = +3 (cor verde).
4. Resposta
Os NOX responsáveis pela mudança de cor são, respectivamente, +6 e +3.
Alternativa correta: A.
Dicas
Erros Comuns
- NOX (número de oxidação): medida hipotética da carga que um átomo teria se os elétrons fossem totalmente transferidos.
- Regras principais:
• Elementos livres: NOX = 0.
• Oxigênio costuma ser −2.
• A soma dos NOX de um íon poliatômico é igual à sua carga.
• A soma dos NOX em uma molécula neutra é 0. - Dicromato a Cr3+: redução (ganho de elétrons) do Cr (+6 → +3) provoca coloração alaranjada → verde.
