Reações de oxirredução envolvendo água oxigenada

A água oxigenada é uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio – H₂O_2(aq). No texto Número de Oxidação (Nox), você viu que o Nox do oxigênio quase sempre é -2. No entanto, no caso da molécula da água oxigenada, isso não acontece. Nela o Nox do oxigênio é -1. Além dos peróxidos, as outras exceções são os superóxidos, em que o Nox do oxigênio é igual a -1/2, e os fluoretos, em que o Nox do oxigênio pode ser +1 ou +2.

Em virtude do Nox do oxigênio, em reações de oxirredução, a água oxigenada pode reduzir (Nox diminui, ganha elétrons), agindo como agente oxidante, ou pode também oxidar (Nox aumenta, perde elétrons), agindo como agente redutor. Veja cada um desses casos:

* Água oxigenada como agente oxidante:

Exemplo:

CrCl₃ + NaOH  + H₂O₂  → Na₂CrO₄ + NaCl +  H₂O

Vamos analisar o Nox de cada espécie química e ver quem reduziu e quem oxidou:

_{+3  -1       +1 -2 +1    +1  -1         +1    +6   -2     +1    -1     +1   -2}
CrCl₃ + NaOH  + H₂O₂  → Na₂CrO₄ + NaCl +  H₂O

Observe que o oxigênio da água oxigenada teve seu Nox diminuído de -1 para – 2, o que significa que ele sofreu redução e a substância na qual ele está, isto é, a água oxigenada, atuou como agente oxidante. A espécie que sofreu redução foi o Cr, sendo que seu Nox passou de +3 para +6:

Veja que cada oxigênio perdeu 1 elétron. Mas visto que cada molécula da água oxigenada possui 2 átomos de oxigênio, na verdade,  foram perdidos 2 elétrons. Assim, o valor do ΔNox_redução será igual a 2:

 * H₂O₂ = 2 (?Nox) = 2 → 2 será o coeficiente do CrCl₃;

* CrCl₃ = ?Nox = 3 → 3 será o coeficiente do H₂O₂.

Desse modo, temos:

2 CrCl₃ + NaOH  + 3 H₂O₂  → Na₂CrO₄ + NaCl +  H₂O

Agora basta ajustar os demais coeficientes pelo método de tentativas. Vemos no 1º membro que tem 2 Cr, então esse será também o coeficiente da substância que contém o Cr no 2º membro:

2 CrCl₃ + NaOH  + 3 H₂O₂  → 2Na₂CrO₄ + NaCl +  H₂O

Observamos também que no 1º membro tem 6 Cl (lembre-se de multiplicar o coeficiente pelo índice):

2 CrCl₃ + NaOH  + 3 H₂O₂  → 2Na₂CrO₄ + 6 NaCl +  H₂O

Agora, no 2º membro, temos 10 Na no total. Portanto, esse será o coeficiente dele no 1º membro:

2 CrCl₃ + 10 NaOH  + 3 H₂O₂  → 2Na₂CrO₄ + 6 NaCl +  H₂O

Todo o 1º membro está balanceado, podemos ver que no total há 16 H nele. Assim, o coeficiente da água no 2º membro será 8 (o hidrogênio possui o índice 2 e o número que multiplicado por 2 dá igual a 16 é o 8):

2 CrCl₃ + 10 NaOH  + 3 H₂O₂  → 2Na₂CrO₄ + 6 NaCl +  8 H₂O

Para confirmar que esse balanceamento está correto, vejamos se a quantidade de oxigênios no 1º e no 2º membros está igual:

2 CrCl₃ + 10 NaOH  + 3 H₂O₂  → 2Na₂CrO₄ + 6 NaCl +  8 H₂O
O = 10 + (3 . 2) = 16                                     O = (2 . 4) + 8 = 16

Está correto!

* Água oxigenada como agente redutor:

Quando a água oxigenada oxida em reações de oxidorredução, há a liberação do gás oxigênio (O₂). Veja um exemplo:

Ag₂O + H₂O₂  → Ag + H₂O + O₂

Determinando o Nox e vendo quem reduziu e quem oxidou:

Do mesmo modo que na reação anterior, em razão do índice do oxigênio na água oxigenada, a quantidade de elétrons doados é 2. O mesmo vale para a prata (Ag). Assim, temos:

* H₂O₂ = 2 (?Nox) = 2 → 2 será o coeficiente do Ag₂O;
* Ag₂O = 2 (?Nox) =  2 → 2 será o coeficiente do H₂O₂.

2Ag₂O + 2 H₂O₂  → Ag + H₂O + O₂

Agora basta ajustar os coeficientes, considerando que, no 1º membro, temos 4 Ag, 4 H e 6 O:

2Ag₂O + 2 H₂O₂  → 4 Ag + 2 H₂O + 2 O₂

Em reações em que a água oxigenada atua como redutora, o seu coeficiente sempre será igual ao do oxigênio produzido.