Balanceie as equações abaixo indicando a semi-equação de redução, a semi-equação de oxidação e a equação global.
P4(s)+IO3^-(aq) H2 PO4^-(aq)+I^-(aq) (meio ácido)

Passo 1

O enunciado pede para a gente balancear, em meio ácido, a reação:
P4(s) ;+;IO3^-(aq);longrightarrow;H2PO4^-(aq);+;I^-(aq)
Conteúdo envolvido: reações de oxi-redução, estados de oxidação, semi-reações (oxidação e redução), balanceamento em meio ácido usando H₂O, H⁺ e elétrons. Vamos precisar:
  1. identificar quem oxida e quem reduz (através de estados de oxidação);
  2. escrever cada semi-equação e balancear massa e carga;
  3. ajustar elétrons e somar tudo para obter a equação global.

Passo 2

Semi-equação de oxidação (perda de elétrons)
  1. Identifico o P em P₄: estado de oxidação 0. Em H₂PO₄⁻, cada P está em +5.
  2. Esqueleto:
P4;longrightarrow;H2PO4^-
  1. Balanceio P: 4 átomos de P no lado esquerdo, então produzo 4 unidades de H₂PO₄⁻:
P4;longrightarrow;4,H2PO4^-
  1. Balanceio oxigênios: lado direito tem 16,H2O ;+;P4;longrightarrow;4,H2PO4^- O; no lado esquerdo não tem O, então adiciono 16 H₂O à esquerda:
16,H2O + P4;longrightarrow;4,H2PO4^- + 24,H^+
  1. Balanceio hidrogênios: esquerda tem 16,H2O + P4;longrightarrow;4,H2PO4^- + 24,H^+ + 20,e^- H, direita tem H, faltam 24 H no direito, então adiciono 24 H⁺ à direita:
  1. Balanceio carga: carga à esquerda é 0; à direita é . Para igualar, adiciono 20 e⁻ ao lado de maior carga (direito), ficando:

Passo 3

Semi-equação de redução (ganho de elétrons)
  1. I em IO₃⁻ está em +5; em I⁻ está em –1, ganhou 6 elétrons.
  2. Esqueleto:
IO3^-;longrightarrow;I^-
  1. Balanceio oxigênios: 3 O à esquerda, nenhum à direita; adiciono 3 H₂O à direita:
IO3^-;longrightarrow;I^- + 3,H2O
  1. Balanceio hidrogênios: direita tem 6,H^+ + IO3^-;longrightarrow;I^- + 3,H2O H, adiciono 6 H⁺ à esquerda:
6,e^- + 6,H^+ + IO3^-;longrightarrow;I^- + 3,H2O
  1. Balanceio carga: esquerda , direita . Para igualar, adiciono 6 e⁻ à esquerda (torna +5–6=–1):

Passo 4

Igualando elétrons e somando semi-reações
  • Oxidação libera 20 e⁻; redução consome 6 e⁻. Mínimo múltiplo comum = 60.
  • Multiplico a oxidação por 3: 48,H2O + 3,P4 ;longrightarrow;12,H2PO4^- + 72,H^+ + 60,e^-
  • Multiplico a redução por 10: 60,e^- + 60,H^+ + 10,IO3^-;longrightarrow;10,I^- + 30,H2O
Somando e cancelando e⁻, H⁺ e H₂O, sobra:
18,H2O + 3,P4 + 10,IO3^-;longrightarrow;12,H2PO4^- + 10,I^- + 12,H^+

Resposta

Semi-equação de oxidação:
16,H2O + P4 ;longrightarrow; 4,H2PO4^- + 24,H^+ + 20,e^-
Semi-equação de redução:
6,e^- + 6,H^+ + IO3^- ;longrightarrow; I^- + 3,H2O
Equação global balanceada (meio ácido):
18,H2O + 3,P4 + 10,IO3^- ;longrightarrow; 12,H2PO4^- + 10,I^- + 12,H^+

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