Resíduos de laboratório contendo íons dicromato (K2Cr2O72–) são muito prejudiciais ao ambiente por serem extremamente tóxicos. Por esse motivo, esse íon deve ser removido dos efluentes do laboratório. Um caminho para fazer essa remoção envolve a transformação desses íons em óxido de cromo(III), substância pouco tóxica, que pode ser purificada, armazenada e utilizada em outras aplicações. Esse caminho pode se dar pela seguinte sequência de reações químicas:

Etapa 1 – Reação de íons dicromato com íons tiossulfato em meio ácido, de acordo com a equação não balanceada:

_Cr2O72–(aq) + _S2O32–(aq) + _H+ (aq) _Cr3+ (aq) + _SO42–(aq) + _H2O (ℓ)

Etapa 2 – Precipitação dos íons Cr3+ (aq) formados na reação da etapa 1, sob a forma de Cr(OH)3(s), por adição de solução básica.

Etapa 3 – Filtração e secagem do hidróxido de cromo(III) obtido na etapa 2, seguido da decomposição do sólido obtido, por aquecimento em forno a 600 ºC, formando óxido de cromo(III) sólido, Cr2O3(s), e água no estado gasoso como produtos.

a) Determine a variação do número de oxidação do elemento enxofre na reação da etapa 1. Com base nessa variação, identifique se esse elemento atuou como oxidante ou redutor.

b) Escreva as equações químicas balanceadas da reação que ocorre na etapa 1 e da reação que ocorre na etapa 3, utilizando os menores números inteiros possíveis para os coeficientes estequiométricos.

a) Variação no número de oxidação do enxofre:

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O número de oxidação varia de + 2 para + 6, ou seja, ΔNOX = 4

O elemento enxofre atua como agente redutor, pois ele sofre oxidação.

b) Para balancear a etapa 1, precisamos fazer o balanceamento por ΔNOX.

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Redução: começar estilo tamanho matemático 14px Cr com 2 subscrito reto O com 7 subscrito com 2 menos sobrescrito fim do sobrescrito espaço seta para a direita espaço reto delta maiúsculo NOX espaço igual a espaço mais espaço 6 espaço – espaço parêntese esquerdo mais espaço 3 parêntese direito espaço igual a espaço 3 espaço vezes espaço 2 espaço igual a espaço 6 espaço dividido por espaço 2 espaço igual a espaço 3 fim do estilo, ou seja, 3 elétrons recebidos

Oxidação: S com tamanho 14px 2 subscrito O com 3 subscrito com tamanho 14px 2 tamanho 14px menos sobrescrito fim do sobrescrito tamanho 14px espaço tamanho 14px seta para a direita tamanho 14px espaço reto delta maiúsculo NOX tamanho 14px espaço tamanho 14px igual a tamanho 14px espaço tamanho 14px mais tamanho 14px espaço tamanho 14px 6 tamanho 14px espaço tamanho 14px – tamanho 14px espaço tamanho 14px parêntese esquerdo tamanho 14px mais tamanho 14px espaço tamanho 14px 2 tamanho 14px parêntese direito tamanho 14px espaço tamanho 14px igual a tamanho 14px espaço tamanho 14px 4 tamanho 14px espaço tamanho 14px vezes tamanho 14px espaço tamanho 14px 2 tamanho 14px espaço tamanho 14px igual a tamanho 14px espaço tamanho 14px 8 tamanho 14px espaço tamanho 14px dividido por tamanho 14px espaço tamanho 14px 2 tamanho 14px espaço tamanho 14px igual a tamanho 14px espaço tamanho 14px 4, ou seja, 4 elétrons cedidos

Igualando o número de elétrons, temos:

Proporção: começar estilo tamanho matemático 14px 4 espaço Cr com 2 subscrito reto O com 7 subscrito com 2 menos sobrescrito fim do sobrescrito espaço dois pontos espaço 3 espaço reto S com 2 subscrito reto O com 3 subscrito com 2 menos sobrescrito fim do sobrescrito fim do estilo

Balanceando a equação, temos:

começar estilo tamanho matemático 14px 4 Cr com 2 subscrito reto O com 7 subscrito com 2 menos sobrescrito fim do sobrescrito espaço parêntese esquerdo aq parêntese direito espaço mais espaço 3 espaço reto S com 2 subscrito reto O com 3 subscrito com 2 menos sobrescrito fim do sobrescrito espaço parêntese esquerdo aq parêntese direito espaço mais espaço 26 espaço reto H à potência de mais espaço parêntese esquerdo aq parêntese direito espaço seta para a direita espaço 8 espaço Cr à potência de 3 mais fim do exponencial espaço parêntese esquerdo aq parêntese direito espaço mais espaço 6 espaço SO com 4 subscrito com 2 menos sobrescrito fim do sobrescrito espaço parêntese esquerdo aq parêntese direito espaço mais espaço 13 espaço reto H com 2 subscrito reto O espaço parêntese esquerdo caligráfica l parêntese direito fim do estilo

Equacionamento e balanceamento da etapa 3:

começar estilo tamanho matemático 14px 2 espaço Cr parêntese esquerdo OH parêntese direito com 3 subscrito espaço parêntese esquerdo reto s parêntese direito espaço seta para a direita espaço Cr com 2 subscrito reto O com 3 subscrito espaço parêntese esquerdo reto s parêntese direito espaço mais espaço 3 espaço reto H com 2 subscrito reto O espaço parêntese esquerdo reto g parêntese direito fim do estilo