Um bafômetro simples consiste em um tubo contendo uma mistura sólida de dicromato de potássio em sílica umedecida com ácido sulfúrico. Nesse teste, a detecção da embriaguez por consumo de álcool se dá visualmente, pois a reação que ocorre é a oxidação do álcool a aldeído e a redução do dicromato (alaranjado) a cromo(III) (verde) ou cromo(II) (azul).
A equação balanceada da reação química que representa esse teste é:
A) Cr2O72− (aq) + 2 H+ (aq) + 3 CH3–CH2–OH (g) → 2 Cr2+ (aq) + 4 H2O (l) + 3 CH3–COOH (g)
B) Cr2O72− (aq) + 8 H+ (aq) + 3 CH3–CH2–OH (g) → 2 Cr3+ (aq) + 7 H2O (l) + 3 CH3–CHO (g)
C) CrO42− (aq) + 2 H+ (aq) + 3 CH3–CH2–OH (g) → Cr3+ (aq) + 4 H2O (l) + 3 CH3–CHO (g)
D) Cr2O72− (aq) + 8 H+ (aq) + 3 CH3–CHO (g) → 2 Cr3+ (aq) + 4 H2O (l) + 3 CH3–COOH (g)
E) CrO42− (aq) + 2 H+ (aq) + 3 CH3–CHO (g) → Cr2+ (aq) + H2O (l) + 3 CH3–COOH (g)
Resolução em Texto
📚 Matérias Necessárias para a Solução da Questão: Química Orgânica (funções orgânicas), Química Inorgânica (reações de oxirredução)
📝 Tema/Objetivo Geral: Identificar a reação de oxidação do etanol em um teste químico (bafômetro) e correlacioná-la com o agente oxidante e os produtos formados
📊 Nível da Questão: Médio
🎯 Gabarito: B
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
🧪 A questão descreve o funcionamento de um bafômetro simples que detecta a presença de etanol no ar exalado por uma pessoa. A detecção ocorre por meio de uma reação química visível, na qual o etanol é oxidado e o íon dicromato é reduzido.
📌 O comando pede a equação química balanceada que representa essa reação.
🎯 O objetivo é identificar corretamente os reagentes e produtos dessa reação, associando o álcool (etanol) ao produto (aldeído) e o dicromato à sua forma reduzida.
Passo 2: Explicação de Conceitos Necessários
🔄 O etanol (CH₃–CH₂–OH) sofre oxidação e é convertido em acetaldeído (CH₃–CHO).
🧲 O dicromato de potássio (K₂Cr₂O₇) em meio ácido (com H₂SO₄) atua como agente oxidante, sendo reduzido a Cr³⁺, que tem coloração esverdeada.
💡 A reação ocorre no meio ácido e envolve uma reação de oxirredução, com transferência de elétrons:
- Etanol perde elétrons (oxidação) → vira aldeído
- Cr₂O₇²⁻ ganha elétrons (redução) → vira Cr³⁺
Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
🔬 O enunciado afirma que a reação forma um aldeído (não um ácido) e que o dicromato (laranja) é reduzido a Cr³⁺ (verde) ou Cr²⁺ (azul).
🧪 Portanto, estamos procurando uma equação com:
- Etanol como reagente
- Acetaldeído como produto
- Dicromato (Cr₂O₇²⁻) como reagente
- Cromo(III) (Cr³⁺) como produto
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos
📘 Equação correta:
Cr₂O₇²⁻ (aq) + 8 H⁺ (aq) + 3 CH₃–CH₂–OH (g) → 2 Cr³⁺ (aq) + 7 H₂O (l) + 3 CH₃–CHO (g)
✔ Está balanceada em todos os elementos e cargas
✔ Etanol é oxidado a acetaldeído
✔ Dicromato é reduzido a Cr³⁺
✔ Ocorre em meio ácido com formação de água
Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
A) Cr₂O₇²⁻ + 2 H⁺ + 3 CH₃–CH₂–OH → 2 Cr²⁺ + 4 H₂O + 3 CH₃–COOH
❌ Forma ácido acético, e o cromo está na forma Cr²⁺. Incompatível.
B) Cr₂O₇²⁻ + 8 H⁺ + 3 CH₃–CH₂–OH → 2 Cr³⁺ + 7 H₂O + 3 CH₃–CHO
✅ Correta! Representa perfeitamente o que ocorre no bafômetro: oxidação do etanol a aldeído e redução do dicromato a Cr³⁺.
C) CrO₄²⁻ + 2 H⁺ + 3 CH₃–CH₂–OH → Cr³⁺ + 4 H₂O + 3 CH₃–CHO
❌ Utiliza CrO₄²⁻ (cromato) em vez de dicromato. Reagente incorreto.
D) Cr₂O₇²⁻ + 8 H⁺ + 3 CH₃–CHO → 2 Cr³⁺ + 4 H₂O + 3 CH₃–COOH
❌ Parte do aldeído, não do etanol. Além disso, o produto é um ácido.
E) CrO₄²⁻ + 2 H⁺ + 3 CH₃–CHO → Cr²⁺ + H₂O + 3 CH₃–COOH
❌ Mesmo problema: parte de um aldeído, forma ácido e usa CrO₄²⁻. Errada.
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
🧪 O bafômetro identifica o etanol no ar expirado por meio de uma reação de oxirredução: o etanol é oxidado a acetaldeído e o dicromato é reduzido a Cr³⁺, com mudança visível de cor (laranja para verde).
📌 A equação correta envolve Cr₂O₇²⁻, H⁺, CH₃–CH₂–OH e produz Cr³⁺, CH₃–CHO e H₂O.
🔍 Resumo Final: A alternativa correta é a B, pois representa fielmente o processo químico que ocorre no teste do bafômetro.
