Acerte os coeficientes das equações iônicas:
Passo 1
O enunciado pede para balancear a equação iônica (em meio ácido) abaixo:
Informações dadas:
- Reagentes:
, , . - Produtos:
, , . - Não foi especificado outro meio, mas a presença de
indica que devemos balancear em meio ácido.
A tarefa é achar os coeficientes inteiros que tornam átomos e cargas iguais nos dois lados da equação.
Passo 2
Vamos usar o método das semi-reações (meio ácido). Primeiro, identifico as mudanças de oxidação (quem oxida e quem reduz) calculando os números de oxidação rapidamente:
- Em
, cada oxigênio é , total ; para que a soma dê os dois Cr juntos devem somar , então cada Cr é . - Em
o Cr é . Logo, cada Cr vai de para : redução. - Em
, supondo O total , para ter carga o S deve ser . - Em
, S é . Logo, S vai de para : oxidação.
Portantoé reduzido e é oxidado — perfeito para aplicar semi-reações.
Passo 3
Escrevo as semi-reações despejando só as espécies que mudam (Cr e S) e depois balanceio O e H com
e
, e finalmente as cargas com elétrons.
Semi-reação de redução (cromo):
Semi-reação de redução (cromo):
Balanceio primeiro os átomos de Cr: há 2 Cr à esquerda, então colocamos 2 Cr à direita:
Agora balanço oxigênios com água:
tem 7 O, então adiciono
ao lado que precisa de O — aqui o lado direito:
Em meio ácido balanceio hidrogênios com
: há
H no lado direito, então adiciono
ao lado esquerdo:
Agora balanceio cargas com elétrons. Soma das cargas no lado esquerdo:
. No lado direito:
; água é neutra. Para igualar, preciso adicionar
elétrons ao lado esquerdo ou direito? Quero que cargas fiquem iguais; atualmente esquerda
, direita
. Se eu adicionar
elétrons (cada elétron
) ao lado esquerdo, a carga esquerda vira
, igual à direita. Alternativamente normalmente colocamos elétrons no lado onde há excesso de carga positiva para reduzir. Assim:
Essa é a semi-reação de redução balanceada.
Passo 4
Agora a semi-reação de oxidação (enxofre):
Átomos de S já balanceados (1 e 1). Balanceio oxigênios: à esquerda 3 O, à direita 4 O, então adiciono
ao lado que precisa de O — aqui ao lado esquerdo precisa de 1 O a mais, mas a técnica usual é adicionar água ao lado deficiente de O; uma forma consistente é:
Adicionar ao lado esquerdo para ter 4 O à esquerda:
Adicionar
Agora balanceio H com
: no lado esquerdo há 2 H, então acrescento
no lado direito:
Agora balanceio cargas com elétrons. Carga esquerda:
. Carga direita:
. Para igualar, preciso que o lado direito receba eletróns? Atualmente direita
, esquerda
: adicionar
elétrons ao lado direito deixa a carga direita
, igual à esquerda. Então coloco
no lado direito:
Essa é a semi-reação de oxidação balanceada.
Passo 5
Agora igualo o número de elétrons trocados entre as semi-reações. A semi-reação de redução consome
e a de oxidação produz
. Para cancelar elétrons ao somar, multiplico a semi-oxidação por
(assim produz
):
Multiplicando:
Multiplicando:
que fica
Passo 6
Somamos agora as duas semi-reações (a de redução e a de oxidação multiplicada) e cancelamos o que aparecer dos dois lados:
Semi-redução:
Semi-redução:
Semi-oxidação multiplicada:
Somando membro a membro (elétrons se cancelam):
Cancelam-se os
.
Passo 7
Agora simplifico removendo espécies iguais em ambos os lados e combinando termos semelhantes:
- Elétrons já cancelados.
- Subtraio
de ambos os lados: permanecendo no lado dos reagentes. - Subtraio
de ambos os lados: do lado direito havia , sobrando no lado dos produtos.
Depois da simplificação temos:
Passo 8
Verificações finais (átomos e carga) para garantir que está tudo certinho:
- Cromo: esquerda
, direita . - Enxofre: esquerda
, direita . - Oxigênio: esquerda
; direita . - Hidrogênio: esquerda
; direita . - Carga: esquerda
. Direita .
Tudo balanceado: átomos e carga conferem.