Balancear as seguintes equações redox pelo método das semi-reações.
Passo 1
O enunciado pede para balancear a reação pela técnica das semi-reações (meio-reação). A reação fornecida é:
Informações relevantes dadas:
- Reagentes:
, , . - Produtos:
, , . - A presença de
indica que o meio é ácido (usar água e para balancear oxigênios e hidrogênios nas semi-reações). - A tarefa: escrever as semi-reações de oxidação e de redução, balanceá-las em meio ácido, igualar o número de elétrons trocados e somar para obter a equação global balanceada.
Passo 2
Escolher as semi-reações: separar a reação em redução e oxidação, identificando o que é reduzido e o que é oxidado. Primeiro, calcular estados de oxidação para saber as trocas de elétrons:
- Em
, o oxigênio é cada e a carga total é . Logo o manganês tem estado de oxidação (pois ). - Em
, o manganês é . Portanto passa de para : recebe elétrons (redução). - Em
(oxalato), cada oxigênio é , soma . A carga total é , então os dois carbonos juntos são , ou seja cada carbono é . - Em
cada carbono é . Logo cada carbono passa de para : perde 1 elétron por carbono, ou 2 elétrons por molécula de (oxidação).
Assim as semi-reações propostas são: - Redução:
. - Oxidação:
.
Passo 3
Balancear a semi-reação de oxidação (
) passo a passo:
- Balancear átomos diferentes de
e : o carbono está desbalanceado — há 2 carbonos em , então o produto deve ser :
- Oxigênios já balanceados (4 átomos de O dos dois lados).
- Balancear cargas adicionando elétrons: carga do lado esquerdo é
; do lado direito o dióxido de carbono é neutro, então para conservar a carga devemos colocar elétrons no produto (elétrons aumentam carga negativa no lado direito). Cada molécula de perde 2 elétrons no total (dois carbonos cada um perde 1e):
Verificação: carga à esquerda
; à direita
. Átomos balanceados. Esta é a semi-reação de oxidação balanceada em meio ácido (não foi preciso adicionar
ou
aqui).
Passo 4
Balancear a semi-reação de redução (
) passo a passo em meio ácido:
- Balancear o átomo de manganês:
- Balancear oxigênios adicionando
: há 4 oxigênios no permanganato, então acrescenta-se no lado direito para fornecer esses oxigênios:
- Balancear hidrogênios adicionando
: há hidrogênios no lado direito (nos 4 ), então adiciona-se no lado esquerdo:
- Balancear cargas adicionando elétrons: carga à esquerda é
. À direita é . Para equilibrar, deve-se adicionar 5 elétrons ao lado de maior carga positiva (esquerda) para reduzir de para , ou equivalentemente adicionar 5 elétrons ao lado direito? A convenção é adicionar elétrons ao lado que fique necessário; fazemos:
Verificação: carga à esquerda
; à direita
. Átomos balanceados. Esta é a semi-reação de redução balanceada.
Passo 5
Igualar o número de elétrons trocados e combinar as semi-reações:
- A semi-reação de oxidação fornece
elétrons por . - A semi-reação de redução consome
elétrons por .
Para cancelar elétrons, toma-se o mínimo múltiplo comum. Portanto: - Multiplica-se a semi-reação de oxidação por
(ficam elétrons). - Multiplica-se a semi-reação de redução por
(ficam elétrons).
Multiplicando:
Oxidação :
Oxidação
Redução
:
Passo 6
Somar as duas semi-reações e cancelar termos iguais (elétrons se cancelam):
Somando as duas equações (esquerda com esquerda, direita com direita):
Somando as duas equações (esquerda com esquerda, direita com direita):
Cancelar os
dos dois lados:
Passo 7
Verificar balanço de átomos e cargas (confirmação final):
- Manganês:
à esquerda ( ) e à direita ( ) — ok. - Carbono:
à esquerda e em à direita — ok. - Oxigênio: esquerda
. Direita — ok. - Hidrogênio: esquerda
em ; direita em — ok. - Carga total: esquerda
. Direita . Cargas iguais — ok.
Tudo confere; a equação está balanceada em meio ácido.
Passo 8
Dica rápida para a prova (modo prático):
- Identifique os agentes ox/red e escreva as semi-reações.
- Balanceie átomos que não sejam H e O primeiro (geralmente metais e C).
- Balanceie O com
, H com (se em meio ácido) e depois as cargas com elétrons. - Iguale elétrons pelo mcm e some. Verifique átomos e cargas.
Você já tem a prática pronta para anotar rápido na prova — faz isso passo a passo que sai certo. Força, tá indo bem!