Exame de Física e Química A 2025 · 1.ª fase — item 8.1, resolvido

O ponto de partida. O número de oxidação é uma contabilidade de eletrões: numa ligação entre átomos diferentes, atribuis os eletrões partilhados ao átomo mais eletronegativo, e o número de oxidação é a carga que cada átomo ficaria a ter com essa atribuição. Duas regras práticas fazem o resto:

• a soma dos números de oxidação numa substância neutra é $0$;
• há elementos com número de oxidação praticamente fixo nos compostos: os metais alcalinos (grupo 1, onde está o sódio) têm sempre $+1$, e o oxigénio tem, na grande maioria dos compostos, $-2$.

O hidrogénio é o elemento interessante deste item, porque não tem número de oxidação fixo: é $+1$ quando está ligado a um elemento mais eletronegativo do que ele, e $-1$ quando está ligado a um metal, que é menos eletronegativo.

1.º — o hidrogénio no hidreto de sódio

No $\mathrm{NaH}$, o sódio é um metal alcalino: número de oxidação $+1$. Como a substância é neutra,

O hidrogénio tem número de oxidação $-1$. Faz sentido químico: o sódio cede o seu eletrão de valência com muita facilidade e o hidrogénio fica com ele, formando o ião hidreto, ${\mathrm{H}}^{-}$. É isto que distingue um hidreto metálico de quase todos os outros compostos de hidrogénio que conheces.

2.º — o hidrogénio na água

Na ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$, o oxigénio tem número de oxidação $-2$ e há dois átomos de hidrogénio:

O oxigénio é muito mais eletronegativo do que o hidrogénio e fica, na contabilidade, com os eletrões das duas ligações. O hidrogénio tem número de oxidação $+1$.

Resposta: opção (B) — $-1$ no $\mathrm{NaH}$ e $+1$ na ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$, por esta ordem.

a reação (2) confirma

Na reação (2), $\mathrm{NaH}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{NaOH}+{\mathrm{H}}_2$, o hidrogénio do hidreto passa de $-1$ a $0$ (no ${\mathrm{H}}_2$, substância elementar) e um hidrogénio da água passa de $+1$ a $0$. É uma reação de oxidação-redução em que o hidreto é o redutor e a água o oxidante — e isso só é possível porque os dois hidrogénios partem de números de oxidação opostos. Se fossem iguais, como nas opções (A) e (C), não haveria transferência de eletrões para explicar a formação do ${\mathrm{H}}_2$.

a origem de cada opção errada

• (A) $+1$ em ambas — aplicou a regra «o hidrogénio tem número de oxidação $+1$» sem olhar para o parceiro. É a regra certa para a água e para quase tudo o que conheces, e errada exatamente no caso que o item quis testar: o hidreto metálico.
• (C) $-1$ em ambas — reconheceu o hidreto e generalizou a exceção à água. Na água o parceiro é o oxigénio, mais eletronegativo: não há exceção nenhuma.
• (D) $+1$ e $-1$, respetivamente — tem os dois valores certos pela ordem errada. É o engano de quem não lê o «respetivamente»: a ordem dos números segue a ordem das substâncias no enunciado, $\mathrm{NaH}$ primeiro e ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ depois.

onde se perdem pontos

Item de escolha múltipla: é tudo ou nada. Os $10$ pontos vêm inteiros ou não vêm, e errar não desconta. É um item obrigatório: conta sempre para a classificação, ao contrário do 8.2 e do 8.4, que estão entre os facultativos.

• Esquecer o «respetivamente». Os dois números certos pela ordem trocada são a opção (D), e valem zero.
• Aplicar «H é sempre $+1$» de forma automática. A regra tem exceção precisamente nos hidretos metálicos ($\mathrm{NaH}$, $\mathrm{LiH}$, $\mathrm{Ca}{\mathrm{H}}_2$).
• Não indicar a versão da prova. Os critérios gerais dizem que a ausência de indicação inequívoca da versão implica zero pontos em todos os itens de seleção.
• Escrever duas letras. Se aparecer mais do que uma resposta ao mesmo item, só é classificada a que surgir em primeiro lugar.

a regra a fixar

O número de oxidação do hidrogénio depende do parceiro: $+1$ com não metais mais eletronegativos (água, ácidos, amoníaco), $-1$ com metais (hidretos metálicos). Perante um composto com hidrogénio, pergunta sempre primeiro a quem está ligado.