Balancear as seguintes equações redox pelo método das semi-reações.
Passo 1
O que o enunciado pede:
- Balancear a reação dada usando o método das semi-reações.
O que é fornecido:
- Reagentes e produtos (peguei isso do enunciado):
Observações úteis (dados explícitos do enunciado):
- Há
no reagente (meio básico). - Os produtos incluem
(bromato) e (brometo), ou seja, ocorre uma desproporcionamento do bromo (parte oxida e parte reduz).
Passo 2
Identificar as mudanças de oxidação do bromo (motivo: isso nos diz quantos elétrons são trocados em cada semi-reação).
- Estado de oxidação do bromo em
: . - Estado de oxidação do bromo em
(brometo): . - Estado de oxidação do bromo em
(bromato): calcular somando as cargas conhecidas. - Em
temos oxigênios com oxidação cada: . A carga total do íon é , então o bromo deve ser para que . - Logo, oxidação do bromo em
é .
- Em
Conclusão: o bromo passa de
em
para
em
(redução) e para
em
(oxidação). Portanto vamos montar duas semi-reações: redução e oxidação, em meio básico.
Passo 3
Escrever as semi-reações básicas (em termos iônicos) escolhendo espécies simples:
- Redução (bromo elementar
brometo):
Explicação: cada átomo de Br em
recebe 1 elétron para virar
; como
tem 2 átomos, são
elétrons no total.
- Oxidação (brometo
bromato): é mais prático começar da forma iônica e balancear átomos e cargas. - Balancear oxigênios adicionando
: o produto tem 3 átomos de O, então introduzimos água no lado que falta O. - Balancear hidrogênios com
(a seguir converteremos para basicidade). - Balancear cargas com elétrons.
- Balancear oxigênios adicionando
Fazendo esses passos:
- Começo com
- Balanceio oxigênios: adiciono
no lado que falta O:
- Agora há
H no lado esquerdo, então adiciono ao lado direito:
- Balanceio cargas: carga esquerda =
. Carga direita = . Para igualar, adiciono ao lado direito (reduzindo a carga direita em 6 unidades):
Isto representa a oxidação de
a
(observe os elétrons no lado dos produtos).
Passo 4
Converter a semi-reação de oxidação para meio básico (porque temos
no enunciado).
Regra prática: para cada adicionar uma
dos dois lados para neutralizar formando água.
Regra prática: para cada
- Temos
no lado direito, então adiciono em ambos os lados:
- Nos termos do lado direito
viram . Subtraio água quando possível: - Lado esquerdo tem
. - Lado direito passa a ter
. - Cancelando
dos dois lados (pois à direita menos à esquerda deixa à direita), obtemos a forma final em meio básico:
- Lado esquerdo tem
Verificação rápida de cargas e átomos:
- Átomos Br: 1 de cada lado.
- O: esquerda
(em ), direita (três em e três em ). - Carga: esquerda
; direita . Tudo balanceado.
Passo 5
Agora temos as duas semi-reações em meio básico:
- Redução (já em meio básico, não usa H+):
- Oxidação (em meio básico):
Precisamos igualar o número de elétrons trocados para somar as semi-reações. A oxidação produz
por
oxidado; a redução consome
por
. Mínimo múltiplo comum de
e
é
, então multiplico a semi-reação de redução por
:
Multiplicando redução por
:
Passo 6
Somar as duas semi-reações (eletrões se cancelam):
- Escrevo as duas e somo membro a membro:
- Agora simplifico cancelando espécies idênticas em ambos os lados. Há
de um lado e do outro; subtraio uma de ambos os lados, ficando:
Verificação rápida de átomos e cargas:
- Br: esquerda
; direita . - O: esquerda
(em ); direita em e em total . - H: esquerda
; direita . - Carga: esquerda
; direita . Tudo fechado. Boa!
Passo 7
Voltar para a forma molecular com
(o enunciado pediu a equação com
,
,
, etc.). Para cada
use
, e para ânions associe com
:
- Substituindo
por , -
por , -
por .
Assim a equação molecular balanceada fica:
Cheguei à forma com os coeficientes inteiros mínimos.