Alternativa B
Para encontrar o número de oxidação do fósforo no fosfato de cálcio, precisamos aplicar as regras de determinação de NOx e garantir que a soma total seja zero, pois o composto é neutro.
Passo a Passo do Cálculo
- Identificar os elementos e suas fórmulas:
A fórmula dada é Ca_3(PO_4)_2. Isso significa que temos:
- 3 átomos de Cálcio (Ca)
- 2 grupos de Fosfato (PO_4), o que resulta em 2 átomos de Fósforo (P) e 8 átomos de Oxigênio (O).
- Conhecer os números de oxidação fixos:
- Cálcio (Ca): Pertence ao Grupo 2A (metais alcalino-terrosos), portanto seu NOx é sempre +2.
- Oxigênio (O): Na maioria dos compostos, exceto peróxidos, seu NOx é -2.
- Montar a equação da soma algébrica:
A soma dos NOx ponderados pelos seus índices deve ser igual a zero. Seja x o NOx do Fósforo (P).
3 \cdot (+2) + 2 \cdot (x) + 8 \cdot (-2) = 0
- Resolver a equação:
Realize as multiplicações primeiro:
+6 + 2x - 16 = 0
Agrupe os termos numéricos (+6 e -16):
2x - 10 = 0
Passe o -10 para o outro lado da equação (mudança de sinal):
2x = +10
Divida por 2 para isolar o x:
x = \frac{+10}{2}
x = +5
Portanto, o número de oxidação do fósforo é +5.
Análise
- Compostos Neutros: A regra fundamental é que a soma dos NOx deve resultar em zero. Se fosse um íon (como PO_4^{3-}), a soma seria igual à carga do íon.
- Atenção aos Índices: Um erro comum é esquecer de multiplicar o NOx do oxigênio pela quantidade total de oxigênios (que é 8 neste caso, pois há dois grupos de PO_4). Outro erro comum é não considerar que há 2 átomos de fósforo, resultando em $2x$.
- Grupo Fosfato: O ânion fosfato (PO_4^{3-}) é muito comum. Se você soubesse que ele tem carga -3, poderia calcular apenas dentro dele: x + 4(-2) = -3 \Rightarrow x - 8 = -3 \Rightarrow x = +5. O resultado é o mesmo.
A alternativa correta é a B.