Ciências da NaturezaEletroquímica (Pilhas, Baterias e Eletrólise)Fácil

Questão de Eletroquímica (Pilhas, Baterias e Eletrólise) — ENEM

Uma campanha de educação científica em redes sociais explica por que carros antigos enferrujam mais rapidamente em regiões litorâneas com alta umidade e presença de sal marinho. A postagem descreve que o processo de corrosão do ferro envolve uma reação eletroquímica entre o metal e o oxigênio da atmosfera, em que o ferro perde elétrons e forma compostos chamados óxidos de ferro, responsáveis pela coloração avermelhada típica da ferrugem. O químico responsável pelo conteúdo explica que, para identificar o estado de oxidação do ferro em cada composto formado, é preciso aplicar as regras de determinação do número de oxidação (NOX). Em um dos compostos descritos, o ferro se apresenta como Fe³⁺ em uma substância de fórmula Fe₂O₃, onde o oxigênio tem NOX igual a −2. Sabendo que a soma de todos os NOX em um composto neutro é zero, qual é o número de oxidação do ferro no Fe₂O₃?
A+3, pois 2×(+3) + 3×(−2) = 0.
B+2, pois 2×(+2) + 3×(−2) = −2.
C−3, pois o ferro ganha elétrons na ferrugem.
D+6, pois 1×(+6) + 3×(−2) = 0.
E0, pois o ferro não muda de estado de oxidação.

Gabarito comentado

Para achar o NOX de um elemento em um composto neutro, aplica-se a regra: a soma ponderada dos NOX de todos os átomos é zero. O oxigênio quase sempre vale −2, o que permite calcular o NOX do ferro diretamente. Na ferrugem Fe₂O₃, o ferro tem NOX +3, evidenciando que sofreu oxidação ao perder elétrons para o oxigênio.

Resolução passo a passo

Em Fe₂O₃, há 2 átomos de ferro com NOX x e 3 átomos de oxigênio com NOX −2. Aplicando a regra de que a soma dos NOX em um composto neutro é zero: 2x + 3×(−2) = 0, o que resulta em 2x − 6 = 0, logo x = +3. Assim, o ferro tem NOX +3, confirmando que cedeu 3 elétrons por átomo durante a corrosão, sofrendo oxidação. O valor +2 não satisfaz a equação, pois 2×(+2) + 3×(−2) = 4 − 6 = −2, diferente de zero. O valor −3 é incoerente, uma vez que o ferro perde elétrons na ferrugem e não pode ter NOX negativo nesse contexto. O valor +6 corresponderia a apenas 1 átomo de ferro, não 2. O valor 0 ignoraria a variação de NOX que define a oxidação. Apenas +3 satisfaz a equação de neutralidade.

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