Balancear as equações abaixo que ocorrem em meio aquoso básico.
\mathrm{SeO}_{3}{ }^{2-}+\mathrm{Cl}_{2} \rightleftarrows \mathrm{SeO}_{4}{ }^{2-}+\mathrm{Cl}^{-}

Passo 1

O que o enunciado pede: balancear a reação que ocorre em meio aquoso básico
\mathrm{SeO}_{3}^{2-}+\mathrm{Cl}_{2}\rightleftarrows \mathrm{SeO}_{4}^{2-}+\mathrm{Cl}^{-}
Informações dadas:
  • Espécies iniciais: \mathrm{SeO}_{3}^{2-} e \mathrm{Cl}_{2}.
  • Produtos: \mathrm{SeO}_{4}^{2-} e \mathrm{Cl}^{-}.
  • Meio: básico (portanto, no final devemos usar \mathrm{OH}^{-} e água para balancear H e O).
    O objetivo é obter uma equação global balanceada em massa e carga adequada ao meio básico.

Passo 2

Identificar o que é oxidado e reduzido usando números de oxidação.
  • Para \mathrm{SeO}_{3}^{2-}: supondo \mathrm{O} como -2, \mathrm{Se}+3(-2) = -2 \implies \mathrm{Se}=+4.
  • Para \mathrm{SeO}_{4}^{2-}: \mathrm{Se}+4(-2) = -2 \implies \mathrm{Se}=+6.
Logo o selênio vai de +4 para +6: ocorreu oxidação (perda de elétrons), ou seja, Se é oxidado e libera 2 elétrons por átomo de Se.
  • Para \mathrm{Cl}_{2} (Cl elemento) o número de oxidação é 0; em \mathrm{Cl}^{-} é -1. Cada átomo de Cl ganha 1 elétron (redução). Como a molécula \mathrm{Cl}_2 tem dois átomos, ela pode ganhar no total 2 elétrons e formar 2\,\mathrm{Cl}^{-}.
Conclusão: meia-reações envolvem transferência de 2 elétrons (Se perde 2 e Cl2 ganha 2), então os coeficientes de elétrons vão coincidir sem multiplicações adicionais.

Passo 3

Montar e balancear a meia-reação de oxidação (Se) no procedimento padrão. Primeiro balancear em meio ácido (é mais direto) e depois converter para básico.
Meia-reação (não balanceada em átomos/ cargas):
\mathrm{SeO}_{3}^{2-} \rightarrow \mathrm{SeO}_{4}^{2-}
Balancear oxigênios: à esquerda há 3 O, à direita 4 O. Adiciona-se uma água no lado que precisa de oxigênio. Colocando uma \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} no lado esquerdo:
\mathrm{SeO}_{3}^{2-} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \rightarrow \mathrm{SeO}_{4}^{2-}
Balancear hidrogênios: a água adicionada traz 2 H no lado esquerdo, então adiciona-se 2\,\mathrm{H}^{+} ao lado direito:
\mathrm{SeO}_{3}^{2-} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \rightarrow \mathrm{SeO}_{4}^{2-} + 2\,\mathrm{H}^{+}
Balancear cargas adicionando elétrons: carga à esquerda = -2 (do \mathrm{SeO}_{3}^{2-}); carga à direita = -2 + 2 = 0. Para igualar, colocam-se 2 elétrons no lado direito (o que corresponde à oxidação — elétrons como produto):
\mathrm{SeO}_{3}^{2-} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \rightarrow \mathrm{SeO}_{4}^{2-} + 2\,\mathrm{H}^{+} + 2\,\mathrm{e}^{-}

Passo 4

Montar e balancear a meia-reação de redução (Cl):
Meia-reação básica (mas faremos primeiro em ácido/elementar):
\mathrm{Cl}_{2} \rightarrow \mathrm{Cl}^{-}
Balancear átomos de Cl: melhor escrever como
\mathrm{Cl}_{2} \rightarrow 2\,\mathrm{Cl}^{-}
Agora balancear cargas: à esquerda 0, à direita -2. Para que a metade de redução represente ganho de elétrons, adiciona-se 2\,\mathrm{e}^{-} ao lado esquerdo:
\mathrm{Cl}_{2} + 2\,\mathrm{e}^{-} \rightarrow 2\,\mathrm{Cl}^{-}

Passo 5

Igualar elétrons e somar as meia-reações.
  • A meia-reação de oxidação possui 2\,\mathrm{e}^{-} no produto.
  • A meia-reação de redução possui 2\,\mathrm{e}^{-} no reagente.
    Como já são iguais, somam-se as duas meia-reações diretamente (os elétrons se cancelam).
Somando:
\underbrace{\mathrm{SeO}_{3}^{2-} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \rightarrow \mathrm{SeO}_{4}^{2-} + 2\,\mathrm{H}^{+} + 2\,\mathrm{e}^{-}}_{\text{oxidação}}çã
\underbrace{\mathrm{Cl}_{2} + 2\,\mathrm{e}^{-} \rightarrow 2\,\mathrm{Cl}^{-}}_{\text{redução}}çã
Elétrons cancelam, resultando na equação total em meio ácido:
\mathrm{SeO}_{3}^{2-} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} + \mathrm{Cl}_{2} \rightarrow \mathrm{SeO}_{4}^{2-} + 2\,\mathrm{H}^{+} + 2\,\mathrm{Cl}^{-}

Passo 6

Converter a equação balanceada (que está em termos de \mathrm{H}^{+}) para meio básico: substituir cada \mathrm{H}^{+} por água + hidróxido, adicionando \mathrm{OH}^{-} a ambos os lados para neutralizar os \mathrm{H}^{+}.
Aqui há 2\,\mathrm{H}^{+} no lado direito; adiciona-se 2\,\mathrm{OH}^{-} a ambos os lados:
\mathrm{SeO}_{3}^{2-} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} + \mathrm{Cl}_{2} + 2\,\mathrm{OH}^{-} \rightarrow \mathrm{SeO}_{4}^{2-} + 2\,\mathrm{H}^{+} + 2\,\mathrm{Cl}^{-} + 2\,\mathrm{OH}^{-}
No lado direito, 2\,\mathrm{H}^{+}+2\,\mathrm{OH}^{-} forma 2\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}. Assim a equação fica (ainda sem simplificar águas comuns):
\mathrm{SeO}_{3}^{2-} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} + \mathrm{Cl}_{2} + 2\,\mathrm{OH}^{-} \rightarrow \mathrm{SeO}_{4}^{2-} + 2\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} + 2\,\mathrm{Cl}^{-}

Passo 7

Simplificar cancelando as moléculas de água que aparecem em ambos os lados. Aqui há 1 \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} no lado esquerdo e 2 no direito; cancelando uma molécula de água de cada lado deixa-se 1 \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} no lado direito. Verificação final (átomos e cargas):
  • Selênio: 1 à esquerda e 1 à direita.
  • Cloro: 2 à esquerda ( \mathrm{Cl}_{2}) e 2 à direita ( 2\,\mathrm{Cl}^{-} ).
  • Oxigênio: conta antes e depois confere.
  • Hidrogénio: conta antes e depois confere.
  • Carga: soma das cargas dos reagentes = soma das cargas dos produtos.
Tudo confere, então a equação final balanceada em meio básico está pronta — veja apenas na seção de resposta abaixo.

Resposta

\mathrm{SeO}_{3}^{2-}+\mathrm{Cl}_{2}+2\,\mathrm{OH}^{-}\rightarrow \mathrm{SeO}_{4}^{2-}+2\,\mathrm{Cl}^{-}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}

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