Balancear as seguintes equações redox pelo método das semi-reações.
Passo 1
O enunciado pede para balancear pela técnica das semi-reações a equação:
Informações dadas (todas extraídas do enunciado):
- Reagentes:
, , . - Produtos:
, , .
O objetivo é obter os coeficientes estequiométricos corretos, lembrando que o meio é básico (presença de).
Passo 2
Identificar as semi-reações (quem se oxida e quem se reduz) usando números de oxidação:
- Para o cloro: em
tem-se , logo . Em , . Logo o cloro vai de para : é reduzido (ganha elétrons). - Para o bismuto: em
a soma das cargas dos 2 Bi é (pois oxigênios a cada dão ), então cada . Em temos . Portanto vai de para : é oxidado (perde elétrons).
Conclusão: semi-reação de redução é. Semi-reação de oxidação envolve .
Passo 3
Montar e balancear a semi-reação de redução em meio básico passo a passo.
Escreve-se a transformação básica:
Balancear oxigênios adicionando água: ao lado direito falta 1 oxigênio, então adiciona-se
ao lado direito:
Balancear hidrogênios: há
H no lado direito, então adiciona-se
ao lado esquerdo (passo em meio ácido temporariamente):
Balancear cargas com elétrons: carga à esquerda
; à direita
. Para igualar adiciona-se
ao lado esquerdo:
Converter para meio básico: neutraliza
adicionando
aos dois lados. Fazendo
e simplificando uma água em ambos os lados obtém-se:
Esta é a semi-reação de redução balanceada em meio básico.
Passo 4
Montar e balancear a semi-reação de oxidação passo a passo. Vamos tratar a transformação completa do óxido de bismuto com as espécies dadas:
Obs.: escrevemos para produzir
unidades de
porque há 2 átomos de Bi em
.
Balancear oxigênios: o lado esquerdo tem
O do
e o direito tem
O, faltam
O no lado esquerdo, então adiciona-se
à esquerda:
Balancear hidrogênios: à esquerda há
H; então adiciona-se
ao lado direito:
Balancear cargas com elétrons: carga à esquerda
; à direita
. Para igualar, coloca-se
no lado direito (pois a direita está mais positiva):
Converter para meio básico: neutraliza
adicionando
aos dois lados. Fazendo
e simplificando as águas (à esquerda havia
, à direita aparece
) fica:
Esta é a semi-reação de oxidação balanceada em meio básico. Verificação rápida: átomos e cargas conferem (veremos novamente na verificação final).
Passo 5
Igualar o número de elétrons trocados nas duas semi-reações para poder somá-las.
- Semi-reação de oxidação fornece
. - Semi-reação de redução consome
.
Multiplica-se a semi-reação de redução porpara ter :
que dá
Passo 6
Somar as duas semi-reações (oxidação + redução multiplicada) e cancelar elétrons, águas e
quando possível.
Oxidação:
Redução (x2):
Somando membro a membro (elétrons se cancelam):
Lado esquerdo combinado:
Lado esquerdo combinado:
Lado direito combinado:
Cancelamentos e simplificações:
- Águas: há
à esquerda e à direita → sobra no lado direito. - Hidróxidos:
à esquerda e à direita → sobram à esquerda.
Então a equação simplificada é:
Passo 7
Verificação final (átomos e carga):
- Bi: esquerda
, direita . - Cl: esquerda
(em ), direita (em ). - O: esquerda
(de ) + (de ) + (de ) = . Direita: (em ) + (em ) = . - H: esquerda
(de ), direita (em ). - Cargas: esquerda
; direita . Tudo conferido.