Balanceie as equações por oxirredução
\mathrm{Zn}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{SO}_{4} \rightarrow \mathrm{ZnSO}_{4}+\mathrm{H}_{2}

Passo 1

O enunciado pede para balancear por oxirredução a reação fornecida. A reação dada é
\mathrm{Zn}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4}\rightarrow\mathrm{ZnSO}_{4}+\mathrm{H}_{2}.
Informações relevantes fornecidas:
  • Reagentes: \mathrm{Zn} (zinco metálico) e \mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4} (ácido sulfúrico).
  • Produtos: \mathrm{ZnSO}_{4} (sulfato de zinco) e \mathrm{H}_{2} (gás hidrogênio).
  • Queremos balancear a equação usando o método por oxirredução (identificar oxidação e redução, escrever semi-reações, igualar elétrons e somar).
  • Não há figura ou tabela; todos os dados necessários estão no próprio enunciado.

Passo 2

Identificar variações de número de oxidação (NOX) para saber quem é oxidado e quem é reduzido. Regras e aplicação (explicando devagar):
  • Um átomo na sua forma elementar tem NOX 0. Então para o zinco metálico:
\text{NOX de } \mathrm{Zn} = 0.
  • Em compostos iônicos, a soma dos NOX deve igualar a carga total. No \mathrm{SO}_{4}^{2-}, cada oxigênio costuma ter NOX -2, então o enxofre fica +6. No sal \mathrm{ZnSO}_{4}, o íon sulfato tem carga -2, então o zinco deve ter +2 para que o composto seja neutro:
\text{NOX de Zn em } \mathrm{ZnSO}_{4} = +2.
  • No ácido \mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4}, o hidrogênio tem NOX +1 (regra: H ligado a não-metal é +1). No \mathrm{H}_2 molecular, cada H tem NOX 0.
    Portanto as mudanças são:
\mathrm{Zn}: \; 0 \rightarrow +2 \quad (\text{perde }2\text{ elétrons}).é
\mathrm{H}: \; +1 \rightarrow 0 \quad (\text{cada H ganha }1\text{ elétron}).é
Conclusão: Zn é oxidado (perde elétrons) e H^{+} é reduzido (ganha elétrons).

Passo 3

Escrever as semi-reações de oxidação e redução separadas, cuidando de átomos e cargas.
Oxidação (zinco metálico vira íon zinco):
\mathrm{Zn} \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+} + 2e^{-}.
Explanação: escrevemos o zinco elemento à esquerda e o íon Zn^{2+} à direita; como a carga sobe de 0 para +2, aparecem 2 elétrons no produto para conservar carga.

Passo 4

Redução (íons hidrogênio formam \mathrm{H}_2). No meio ácido, \mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4} libera 2 íons \mathrm{H}^{+} por molécula e o ânion \mathrm{SO}_{4}^{2-} fica como espectador. A semi-reação de redução é:
2\mathrm{H}^{+} + 2e^{-} \rightarrow \mathrm{H}_{2}.
Explanação: dois prótons ( \mathrm{H}^{+}) ganham dois elétrons no total (um cada) para formar a molécula \mathrm{H}_2.

Passo 5

Igualar o número de elétrons trocados e somar as semi-reações. Ambas as semi-reações já envolvem 2e^{-}, então podemos somá-las diretamente, cancelando os elétrons:
Somando
\mathrm{Zn} \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+} + 2e^{-}
com
2\mathrm{H}^{+} + 2e^{-} \rightarrow \mathrm{H}_{2},
os 2e^{-} se cancelam, ficando
\mathrm{Zn} + 2\mathrm{H}^{+} \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+} + \mathrm{H}_{2}.
Agora reintroduzimos o ânion sulfato \mathrm{SO}_{4}^{2-} que estava presente no ácido e será o mesmo no sal formado: uma molécula de \mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4} fornece 2\mathrm{H}^{+} e \mathrm{SO}_{4}^{2-}. Assim, juntando \mathrm{Zn}^{2+} com \mathrm{SO}_{4}^{2-} obtemos \mathrm{ZnSO}_{4}. A equação global fica
\mathrm{Zn} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4} \rightarrow \mathrm{ZnSO}_{4} + \mathrm{H}_{2}.

Passo 6

Verificação final (contagem de átomos e cargas) para garantir que está balanceada:
  • Zinco: \,1 átomo em ambos os lados.
  • Enxofre: \,1 átomo em ambos os lados.
  • Oxigênio: \,4 átomos em ambos os lados (todos no \mathrm{SO}_{4}).
  • Hidrogênio: \,2 átomos em ambos os lados.
  • Carga: ambos os lados são neutros (não há cargas líquidas).
    Portanto a equação está balanceada com coeficientes 1 para todas as espécies escritas.

Resposta

\mathrm{Zn}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4}\rightarrow\mathrm{ZnSO}_{4}+\mathrm{H}_{2}

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