Balancear as seguintes equações redox pelo método das semi-reações.
Passo 1
O que o enunciado pede: balancear por método das semi-reações a seguinte reação:
Informações dadas (todas extraídas do enunciado):
- Reagentes:
(álcool propílico), (dicromato de sódio), (ácido sulfúrico). - Produtos:
(sulfato de cromo(III)), (sulfato de sódio) e (ácido propanoico). - Meio: ácido (presença de
) — isso diz que usaremos , e elétrons nas semi-reações.
Passo 2
Identificar espécies que se oxidam e que se reduzem e determinar troca de elétrons.
- O dicromato contém
no estado de oxidação (em ) e forma (no produto). Logo, Cr é reduzido: . - O álcool
é transformado em ácido . A carbonila do ácido tem um carbono oxidado em relação ao grupo . Calculando rapidamente o número de elétrons perdidos no carbono oxidado: passa de (no grupo ) para (no carbono carboxílico), portanto perda de elétrons por cada molécula oxidada. Conclusão: a oxidação completa do álcool a ácido libera elétrons por mol.
Resumo:
- Semi-reação de redução (dicromato): consome elétrons.
- Semi-reação de oxidação (álcool → ácido): produz
elétrons.
Passo 3
Escrever as semi-reações balanceadas em meio ácido, passo a passo.
Oxidação (esqueleto):
.
- Balancear átomos diferentes de H e O: comparar O: esquerda 1, direita 2 → adicionar
à esquerda para ter um oxigênio a mais:
- Balancear H usando
: H esquerda = , H direita = . Para equilibrar, colocar à direita:
- Balancear carga com elétrons: lado esquerdo é neutro; lado direito tem
(pelos ). Para equilibrar a carga, colocar à direita (produzidos pela oxidação):
Redução (dicromato para cromo(III)): começar com o íon dicromato em meio ácido. Semi-reação conhecida e derivável:
- Balancear O adicionando
à direita: primeiro já há 7 oxigênios no dicromato, então adiciona-se no lado direito. - Balancear H adicionando
ao lado esquerdo: tem 14 H → acrescentar no lado esquerdo. - Balancear cargas com elétrons: carga inicial do
é ; somando dá carga ; no lado direito os têm carga . Para equilibrar, colocar no lado esquerdo (consumidos pela redução):
Passo 4
Igualar elétrons entre as semi-reações (mínimo múltiplo comum).
- Oxidação libera
. - Redução consome
.
M.M.C. dee é . Multiplicar: - Oxidação por
: . - Redução por
: .
Aplicando os fatores:
Oxidação
:
Redução
:
Passo 5
Somar as semi-reações e cancelar espécies iguais (elétrons, águas, íons H+ quando possível).
Somando:
Lado esquerdo combinado:
Lado esquerdo combinado:
Lado direito combinado:
Cancelar
de ambos os lados. Agora simplificar águas e prótons:
- Águas:
(esq) contra (dir) → sobram no lado direito. - Prótons:
(esq) contra (dir) → sobram no lado esquerdo.
Resultado iônico simplificado:
Passo 6
Voltar à forma molecular (entrar Na+ e
e formar os sais indicados).
- Cada
provém de uma molécula de . Temos → usar . - Os
vêm do ácido sulfúrico: cada fornece . Para obter são necessárias . - Agora juntar cátions e ânions para formar os sais:
- Temos
que combinam com sulfato para formar (cada consome 3 sulfatos; duas unidades consomem 6 sulfatos). - Dos
fornecemos 8 . Usando 6 para os dois sulfatos de cromo, sobram 2 que se combinam com os 4 (provenientes de ) para formar .
- Temos
- Água final: da soma iônica obtivemos
no lado dos produtos.
Portanto a forma molecular balanceada é:
Passo 7
Verificação rápida por contagem de átomos (checagem final):
Lado esquerdo:
- C:
. - H:
. - O:
. - Na:
. - Cr:
. - S:
.
Lado direito:
- C:
. - H:
. - O:
.
(detalhe:tem 2 O; tem 12 O; tem 4 O; cada tem 1 O multiplicado por 11 dá 11 — soma deu 49) - Na:
. - Cr:
. - S:
.
Todas as contagens coincidem → reação balanceada.