Acerte os coeficientes das equações iônicas:
Passo 1
O enunciado pede para acertar (balancear) os coeficientes da reação:
Informações dadas:
- Reagentes:
e . - Produtos:
, e . - Meio básico (porque aparece
), logo devemos balancear usando água e íons quando necessário. - Pergunta: determinar os coeficientes estequiométricos inteiros que tornam a equação balanceada em átomos e carga.
Passo 2
Identificar as mudanças de oxidação (pra saber quais espécies são oxidadas e reduzidas).
- Em
o manganês tem estado de oxidação (pois ). - Em
o manganês tem estado de oxidação (pois ).
Conclusão:é reduzido de para (ganha elétron). Portanto há uma meia-reação de redução envolvendo . A formação de a partir de corresponde à oxidação do oxigênio presente em .
Passo 3
Escrevemos as meias-reações básicas (esqueleto), sem ainda equilibrar massa e carga completamente:
Redução (Mn):
Redução (Mn):
Oxidação (oxigênio de hidróxidos formando
):
Passo 4
Balancear a meia-reação de redução em carga e átomos.
- Observação: os oxigênios já estão balanceados (4 em cada lado) e o Mn também. Só falta balancear a carga.
- Carga à esquerda:
tem carga . Carga à direita: tem carga . - Para equalizar a carga adicionamos elétrons (cada elétron tem carga
). Como a direita é mais negativa, a redução consome elétron do lado esquerdo ou, dito de outra forma, a reação ganha elétron no lado dos reagentes. A meia-reação balanceada em carga é:
Explicação didática: colocar um elétron no lado dos reagentes diminui a carga do lado esquerdo para
(pois
), igualando a carga do lado direito.
Passo 5
Balancear a meia-reação de oxidação em meio básico.
- Começamos com o esqueleto:
. - Primeiro equilibrar os oxigênios:
tem 2 átomos de O; os trazem oxigênio e hidrogênio. A meia-reação clássica, balanceada em átomos e carga em meio básico, para formar a partir de é:
- Verificação átomos: oxigênio à esquerda
; à direita dá 2 e dá 2, total 4. Hidrogênios: à esquerda 4 H; à direita tem 4 H. Agora verificar carga: à esquerda carga ; à direita as espécies neutras somam carga 0. Para equilibrar a carga, adicionamos elétrons ao lado que está com excesso de carga positiva relativa; neste caso, para que as cargas se igualem precisamos colocar elétrons no lado direito para chegar a . Assim a meia-reação completa (com elétrons) fica:
Explicação: adicionar
no lado direito dá carga total direita
, igualando a esquerda.
Passo 6
Igualar o número de elétrons trocados nas duas meias-reações para que possam ser somadas (os elétrons devem se cancelar).
- Meia-reação de redução consome
. - Meia-reação de oxidação produz
.
Para cancelar os elétrons, multiplicamos a meia-reação de redução por:
o que dá
Passo 7
Somar as duas meias-reações (a de oxidação e a de redução multiplicada) e cancelar os elétrons.
- Meia-reação de oxidação:
- Meia-reação de redução (multiplicada por 4):
Somando termoa a termo, os
se cancelam. Não vou repetir a equação final aqui (vou apresentar só na seção de resposta), mas faço a verificação da estequiometria resultante:
- Átomos de Mn:
de cada lado. - Oxigênios: contagem total à esquerda e à direita conferem (cálculo detalhado:
oxigênios no lado dos reagentes; no produto ; OK). - Hidrogênios:
no lado dos reagentes ( ); no lado dos produtos ( ); OK. - Cargas: lado reagentes
; lado produtos . Cargas conferem.