08 – As manchas escuras que aparecem na superfície de objetos de prata resultam, em geral, da formação de sulfeto de prata. Colocando-se estes objetos numa panela de alumínio contendo solução diluída de NaOH, de modo que os objetos fiquem totalmente imersos e em contato com o fundo da panela forma-se uma célula eletroquímica em que o íon Ag+ se reduz para Ago. A superfície do objeto fica então limpa sem que nenhuma quantidade de prata seja removida. Este processo pode ser representado pela equação :
Ag2S + Al + NaOH + H2O Ag + H2S + NaAlO2
a) Identifique o Nox dos elementos antes e depois e os agentes oxidante e redutor.
b) Acerte os coeficientes desta equação pelo método redox.
Soluções para a tarefa
Resposta:
a) o Nox dos elementos antes e depois estão em negrito, logo abaixo dos elementos posicionados na equação química, respectivamente:
Ag2S + Al + NaOH + H2O → Ag + H2S + NaAlO2
+1 -2 0 +1 -2 +1 +1 -2 0 +1 -2 +1 +3 -2
O Agente Oxidante é a prata (Ag) e o Agente Redutor é o alumínio (Al).
b) Os coeficientes da equação, obtidos pelo método redox, estão em negrito:
3 Ag2S + 2 Al + 2 NaOH + 2 H2O → 6 Ag + 3 H2S + 2 NaAlO2
Explicação:
a) A equação química que representa a reação é dada por:
Ag2S + Al + NaOH + H2O → Ag + H2S + NaAlO2
+1 -2 0 +1 -2 +1 +1 -2 0 +1 -2 +1 +3 -2
A justificativa para o estabelecimento do Nox deriva das regras a serem aplicadas:
1) Nox de substâncias simples será sempre igual a zero, pois não há diferença de eletronegatividade entre os elementos. Na equação, os exemplos são: Al (no reagente) e Ag (no produto).
2) Elementos com Nox fixo
Metais alcalinos (família 1A), hidrogênio (H) e prata (Ag): Nox = +1. Na equação temos sódio (Na), hidrogênio (H) e prata (Ag).
Calcogênios (família 6A): Nox = - 2. Na equação temos oxigênio (O) e enxofre (S).
Alumínio (Al): Nox = +3
Agente Oxidante: é a espécie que se reduz, ou seja, provoca a oxidação. A prata (Ag) possuía Nox = +1 no reagente e passou a ter Nox = 0 no produto, portanto sofreu redução e é o agente oxidante.
Agente Redutor: é a espécie que se oxida, ou seja, provoca a redução. O alumínio (Al) possuía Nox = 0 no reagente e passou a ter Nox = +3 no produto, portanto sofreu oxidação e é o agente redutor.
b) Para utilizar o método Redox para balancear a equação, vamos inserir novamente a equação com o Nox de todos os elementos:
Ag2S + Al + NaOH + H2O → Ag + H2S + NaAlO2
+1 -2 0 +1 -2 +1 +1 -2 0 +1 -2 +1 +3 -2
Já vimos que o alumínio (Al) teve o seu Nox alterado de 0 para +3 (sofreu oxidação, com variação de 3 elétrons) e a prata (Ag) teve o seu Nox alterado de +1 para 0 (sofreu redução, com variação de 1 elétron).
1) O primeiro passo é escolher uma substância da oxidação e outra da redução para iniciar o balanceamento. Vou escolher o Ag2S e o Al, que estão nos reagentes, mas poderiam ser as outras.
2) Multiplicamos a variação dos elétrons pela atomicidade do elemento que sofreu oxidação ou redução (atomicidade = número de átomos presentes no composto).
Ag2S: 1 x 2 = 2 (é a variação dos elétrons multiplicado pela atomicidade do elemento que sofreu a redução);
Al: 3 x 1 = 3 (é a variação dos elétrons multiplicado pela atomicidade do elemento que sofreu a oxidação);
3) Agora vamos inverter os resultados, escrevendo o coeficiente 2 para o Al e 3 para o Ag2S, conforme a equação:
3 Ag2S + 2 Al + NaOH + H2O → Ag + H2S + NaAlO2
4) Agora completamos o balanceamento, sabendo que as mesmas quantidades de elementos que temos nos reagentes, devemos ter nos produtos.
- Há 6 átomos de prata nos reagentes (3 . 2 = 6), portanto inserimos o coeficiente 6 na frente da prata que está no produto.
3 Ag2S + 2 Al + NaOH + H2O → 6 Ag + H2S + NaAlO2
- Há 3 átomos de enxofre nos reagentes (3 . 1 = 3), portanto inserimos o coeficiente 3 na frente do composto de enxofre que está no produto.
3 Ag2S + 2 Al + NaOH + H2O → 6 Ag + 3 H2S + NaAlO2
- Há 2 átomos de alumínio nos reagentes (2 . 1 = 2), portanto inserimos o coeficiente 2 na frente do composto de alumínio que está no produto.
3 Ag2S + 2 Al + NaOH + H2O → 6 Ag + 3 H2S + 2 NaAlO2
- Há 2 átomos de sódio nos reagentes (2 . 1 = 2), portanto inserimos o coeficiente 2 na frente do composto de sódio que está no reagente.
3 Ag2S + 2 Al + 2 NaOH + H2O → 6 Ag + 3 H2S + 2 NaAlO2
- Por fim, há 4 átomos de oxigênio nos produtos (2 . 2 = 4) e já existem 2 átomos de oxigênio nos reagentes (em 2 NaOH), portanto faltam 2 átomos de oxigênio no reagente. Para completar o balanceamento, inserimos o coeficiente 2 na frente do outro composto com oxigênio que está no reagente (2 H2O).
3 Ag2S + 2 Al + 2 NaOH + 2 H2O → 6 Ag + 3 H2S + 2 NaAlO2
Assim, finalizamos o acerto de coeficientes da equação pelo método redox.
Espero ter ajudado!