Balancear as equações abaixo que ocorrem em meio aquoso ácido.
\mathrm{NO}_{2}+\mathrm{HClO} \rightleftarrows \mathrm{NO}_{3}^{-}+\mathrm{Cl}^{-}

Passo 1

O enunciado dá a reação que ocorre em meio aquoso ácido e pede para balanceá‑la:
\mathrm{NO}_{2}+\mathrm{HClO}\rightleftarrows\mathrm{NO}_{3}^{-}+\mathrm{Cl}^{-}.
Informações relevantes fornecidas:
  • Reagentes: \mathrm{NO}_{2} e \mathrm{HClO}.
  • Produtos: \mathrm{NO}_{3}^{-} e \mathrm{Cl}^{-}.
  • Meio: aquoso e ácido (portanto, é permitido usar \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}, \mathrm{H}^{+} e \mathrm{e}^{-} nas etapas de balanceamento por semi‑reações).
    O objetivo é balancear átomos e cargas elétricas.

Passo 2

Identificar mudanças de oxidação (para saber quem é oxidado e quem é reduzido).
  • Para o nitrogênio:
    • Em \mathrm{NO}_{2}: seja x a oxidação do N. Temos x + 2(-2) = 0, logo x=+4.
    • Em \mathrm{NO}_{3}^{-}: seja y a oxidação do N. Temos y + 3(-2) = -1, logo y=+5.
    • Portanto o N vai de +4 para +5: é oxidado (perde 1 elétron por átomo de N).
  • Para o cloro:
    • Em \mathrm{HClO}: seja c a oxidação do Cl. Temos +1 + c + (-2) = 0 (porque H=+1 e O=-2), logo c=+1.
    • Em \mathrm{Cl}^{-}: Cl tem oxidação -1.
    • Portanto o Cl vai de +1 para -1: é reduzido (ganha 2 elétrons por átomo de Cl).
Conclusão: N é oxidado (doa 1 e^-), Cl é reduzido (recebe 2 e^-). Para balancear elétrons será preciso igualar números de elétrons trocados.

Passo 3

Escrever as semi‑reações (apenas as espécies que mudam):
  • Semi‑reação de oxidação (nitrogênio): \mathrm{NO}_{2}\longrightarrow\mathrm{NO}_{3}^{-}.
  • Semi‑reação de redução (cloro): \mathrm{HClO}\longrightarrow\mathrm{Cl}^{-}.

Passo 4

Balancear átomos de O e H usando \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} e \mathrm{H}^{+}, porque o meio é ácido.
  • Oxidação: \mathrm{NO}_{2}\longrightarrow\mathrm{NO}_{3}^{-}.
    • O: esquerda 2, direita 3 → falta 1 O à esquerda → adicionar \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} à esquerda: \mathrm{NO}_{2}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\longrightarrow\mathrm{NO}_{3}^{-}.
    • H: esquerda agora tem 2 H (da \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}), direita não tem H → adicionar 2\,\mathrm{H}^{+} à direita: \mathrm{NO}_{2}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\longrightarrow\mathrm{NO}_{3}^{-}+2\,\mathrm{H}^{+}.
  • Redução: \mathrm{HClO}\longrightarrow\mathrm{Cl}^{-}.
    • O: esquerda 1, direita 0 → adicionar \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} à direita: \mathrm{HClO}\longrightarrow\mathrm{Cl}^{-}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.
    • H: esquerda tem 1 H (de \mathrm{HClO}), direita tem 2 H (de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}) → adicionar 1\,\mathrm{H}^{+} à esquerda: \mathrm{HClO}+\,\mathrm{H}^{+}\longrightarrow\mathrm{Cl}^{-}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.

Passo 5

Balancear cargas adicionando elétrons \mathrm{e}^{-}.
  • Oxidação (após ajuste de O e H): \mathrm{NO}_{2}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\longrightarrow\mathrm{NO}_{3}^{-}+2\,\mathrm{H}^{+}.Cargas: esquerda 0; direita -1 + 2 = +1. Para igualar, adicionar 1\,\mathrm{e}^{-} à direita (elétron aparece no lado da oxidação): \mathrm{NO}_{2}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\longrightarrow\mathrm{NO}_{3}^{-}+2\,\mathrm{H}^{+}+\mathrm{e}^{-}.
  • Redução (após ajuste de O e H): \mathrm{HClO}+\,\mathrm{H}^{+}\longrightarrow\mathrm{Cl}^{-}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.Cargas: esquerda +1; direita -1. Para igualar, adicionar 2\,\mathrm{e}^{-} à esquerda (elétrons no lado da redução): \mathrm{HClO}+\,\mathrm{H}^{+}+2\,\mathrm{e}^{-}\longrightarrow\mathrm{Cl}^{-}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.

Passo 6

Igualar o número de elétrons trocados e somar as semi‑reações.
  • A oxidação produz 1\,\mathrm{e}^{-} por \mathrm{NO}_{2}; a redução consome 2\,\mathrm{e}^{-}. Multiplicar a semi‑reação de oxidação por 2: 2\mathrm{NO}_{2}+2\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\longrightarrow2\mathrm{NO}_{3}^{-}+4\,\mathrm{H}^{+}+2\,\mathrm{e}^{-}.
  • Somar com a semi‑reação de redução: \mathrm{HClO}+\,\mathrm{H}^{+}+2\,\mathrm{e}^{-}\longrightarrow\mathrm{Cl}^{-}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.
  • Ao somar, cancelar 2\,\mathrm{e}^{-} dos dois lados. Depois cancelar espécies que aparecem em ambos os lados:
    • Água: 2\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} (esq) e 1\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} (dir) → sobra 1\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} à esquerda.
    • Íons \mathrm{H}^{+}: 4\,\mathrm{H}^{+} (dir) e 1\,\mathrm{H}^{+} (esq) → sobra 3\,\mathrm{H}^{+} à direita.
Resultado da soma:
2\mathrm{NO}_{2}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}+\mathrm{HClO}\longrightarrow2\mathrm{NO}_{3}^{-}+3\,\mathrm{H}^{+}+\mathrm{Cl}^{-}.

Passo 7

Verificação rápida (átomos e carga):
  • Nitrogênio: esquerda 2, direita 2.
  • Cloro: esquerda 1, direita 1.
  • Oxigênio: esquerda 2\cdot2 + 1 + 1 = 6; direita 2\cdot3 =6.
  • Hidrogênio: esquerda 2+1=3; direita 3 (em 3\,\mathrm{H}^{+}).
  • Carga: esquerda 0; direita 2\cdot(-1)+3\cdot(+1)+(-1)=0.
    Tudo confere: átomos e cargas balanceados.

Resposta

2\mathrm{NO}_{2}+\mathrm{HClO}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\rightleftarrows2\mathrm{NO}_{3}^{-}+3\,\mathrm{H}^{+}+\mathrm{Cl}^{-}

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