O processo de decomposição de peróxido de hidrogênio, , resulta na formação de água e oxigênio. Em relação a esse processo considere que sejam feitas as seguintes afirmações:
I. Todas as moléculas de são reduzidas.
II. Todas as moléculas de são oxidadas.
III. A variação de energia libre de Gibbs é positiva.
IV. Metade das moléculas de é reduzida e a outra metade é oxidada.
Qual das opções abaixo se refere à(s) afirmação(ões) CORRETA(S)?
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Pensando na decomposição do peróxido de hidrogênio: \begin{matrix}
\ce{2H_2O_2 &\leftrightharpoons& 2H_2O &+& O_2}
\end{matrix}Repare na oxirredução do oxigênio, além disso, vale ressaltar que o $\text{Nox}$ do oxigênio no peróxido é anômalo, sendo no caso em quetão, $-1$.
$• \ \text{Afirmativas I e II:}$ $\color{orangered}{\text{Incorretas}}$
Ora, ocorre oxirredução, então não há esta completa lateralidade.
$• \ \text{Afirmativa III:}$ $\color{orangered}{\text{Incorreta}}$
A energia livre de Gibbs diz respeito à espontaneidade da reação, quando a negativa, o processo é espontâneo, quando positiva, não-espontâneo. Nesse viés, já foi citado o nox anômalo do oxigênio, este é responsável também pela instabilidade da molécula, quando perturbada, logo se decompõe. Portanto, pela instabilidade, sabe-se que o processo certamente é espontâneo, inclusive, decompõem-se com liberação de calor.
$• \ \text{Afirmativa IV:}$ $\color{royalblue}{\text{Correta}}$
A priori, lembre-se de quem reduz e oxida, este é o oxigênio. Com isso, observe a razão estequiométrica relativa ao oxigênio, quatro átomos de oxigênio pertencem ao peróxido, e destes, dois reduzem na água, enquanto os outros dois oxidam na molécula de oxigênio. Portanto, metade das moléculas do peróxido de hidrogênio oxida, enquanto a outra metade reduz.
\begin{matrix}Letra \ (D)
\end{matrix}