Analise a reação e determine a espécie que oxida, reduz, agente oxidante e redutor. Em seguida faça o balanceamento redox das reações abaixo:
Passo 1
O enunciado fornece a reação
O que nos pedem:
- Determinar qual espécie é oxidada e qual é reduzida.
- Identificar o agente oxidante e o agente redutor.
- Balancear a reação redox completa (em meio básico, já que há
).
Informações relevantes dadas:
- Reagentes:
- Produtos:
- Atenção: o iodo aparece inicialmento em
(3 iodos por fórmula) e aparece final em (um iodo por fórmula). O cloro aparece como e termina como . O cromo aparece em e em .
A partir daqui a resolução começa de fato.
Passo 2
Vamos calcular números de oxidação (NOX) para identificar oxidação/redução. Lembrete prático: o NOX de um íon simples é sua carga; em compostos, algumas regras:
costuma ser
(salvo peróxidos),
é
, haletos têm normalmente NOX dos halogênios igual à sua carga parcial quando ligados a metais não–mais–eletronegativos, etc.
-
Em
: supondo que iodo funciona como iônon (habitual), então cada I tem NOX . Portanto o cromo tem NOX (porque ). -
Em
: é ; cada é . Para o íon temos Logo iodo vai de (em ) para (em ) — isso é uma oxidação (perde elétrons). -
Em
: cada Cl é elementar com NOX . Em : tem NOX . Então cloro vai de para — isso é redução (ganha elétrons). -
Em
: em tínhamos Cr . Em calculemos: é (2 Na → total ), O é (4 O → total ). Soma das cargas: Logo o cromo permanece — não muda de NOX (espécie espectadora nesse processo redox).
Conclusões desta etapa (antes do balanceamento):
- Espécie oxidada: o iodo (cada
em é oxidado para ). - Espécie reduzida: o cloro (
reduzido a ). - Agente oxidante (aquele que manda elétrons embora, i.e., que oxida): é o
(pois ele é reduzido — aceita elétrons). - Agente redutor: os íons
presentes em (pois eles sofrem oxidação — doam elétrons).
Agora vamos balancear as meias-reações e a reação global em meio básico.
Passo 3
Montagem das meias-reações (em meio básico). Primeiro escrevemos as meias simples (sem balancear ainda):
Oxidação (iodeto → periodato):
Redução (cloro → cloreto):
Balanceamento da meia-oxidação em meio básico — passo a passo:
a) Balancear O adicionando água. Em há 4 oxigênios; à esquerda não há O, então adicionamos
moléculas de água ao lado esquerdo:
a) Balancear O adicionando água. Em
Agora há
hidrogênios no lado esquerdo (4 H2O → 8 H).
b) Balancear H adicionando prótons (
) no lado direito (este é o método em meio ácido temporário):
c) Balancear carga adicionando elétrons. Carga do lado esquerdo:
. Carga do direito:
. Para igualar, adicionamos
elétrons ao lado direito (reduzindo a carga do lado direito para
):
Isso mostra que cada
perde
elétrons (oxidação em 8 elétrons).
d) Converter para meio básico: como havia
no lado direito, adicionamos
a ambos os lados. No lado direito
. Assim:
e) Simplificar subtraindo
de ambos os lados:
Essa é a meia-oxidação balanceada em meio básico.
Passo 4
Balanceamento da meia-redução (fácil):
Aqui cada
aceita
elétrons para formar
.
Agora igualamos o número de elétrons trocados entre as meias: a oxidação gera
elétrons por
; a redução usa
elétrons por
. Para cancelar elétrons, multiplicamos a meia-redução por
(porque
):
Meia-redução multiplicada por
:
Somamos a meia-oxidação e esta meia-redução (elétrons se cancelam):
Elétrons cancelam, resultando na equação iônica líquida:
Esta é a transformação redox para um átomo de iodo (ou um íon
). Mas na reação dada o iodo vem ligado ao cromo em
(3 iodos por um
); precisaremos incorporar isso e também o cromo e os íons sódio.
Passo 5
Reintroduzir espécies moleculares e ajustar coeficientes estequiométricos completos.
Observação: cada
contém
íons
. Pelo resultado da meia, para cada
oxidado precisamos de
e
conforme a equação acima. Para 3 íons
(i.e., para 1 molécula de
) seria:
-
vezes a equação iônica:
No entanto, precisamos também conservar cromo e sódio e escrever o balanceamento molecular com as fórmulas dadas. Vamos montar um sistema simples de coeficientes inteiros:
Escrevendo balance de átomos (passo a passo):
- Cr:
- I:
- Cl:
- Na:
- H:
- O:
(pois NaOH tem 1 O cada; NaIO4 tem 4 O cada; Na2Cr2O4 tem 4 O; H2O tem 1 O).
Substituindo
,
,
em
:
Isolando
:
Comparando com
obtemos:
Tomando o menor
inteiro que torne todos os coeficientes inteiros, escolhemos
(pois
exige
par). Assim:
Portanto a equação balanceada (coeficientes inteiros mínimos) é:
Passo 6
Verificações rápidas que confirmam o balanceamento:
- Átomos: Cr:
à esquerda; em (ok). I: à esquerda; em (ok). Cl: à esquerda; em (ok). Na: esquerda; direita (ok). O: esquerda; direita (ok). H: esquerda; direita (ok). - Balanço de elétrons: cada I- perde
elétrons quando vai a . Há íons I oxidando (resultado: elétrons). Cada aceita elétrons; com temos elétrons consumidos. Os elétrons se conservam (ok).
Bom trabalho — a reação está balanceada em meio básico, e identificamos as espécies oxidada/reduzida e os agentes.
Resposta
Espécie oxidada:
(os iodos em
).
Espécie reduzida: .
Agente oxidante: .
Agente redutor: (em
).
Espécie reduzida:
Agente oxidante:
Agente redutor: