Balanceie as equações químicas abaixo:
\mathrm{Fe}^{2+}+\mathrm{NO}_{3}^{-}+\mathrm{H}^{+} \rightarrow \mathrm{Fe}^{3+}+\mathrm{NO}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}

Passo 1

O enunciado pede para balancear a equação de oxirredução em meio ácido
\mathrm{Fe}^{2+} + \mathrm{NO}_{3}^{-} + \mathrm{H}^{+} \rightarrow \mathrm{Fe}^{3+} + \mathrm{NO} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}
O método que vamos usar é o das semirreações: escrevemos a semirreação de oxidação e a de redução, equilibramos massa e carga em cada uma, ajustamos elétrons, depois somamos e simplificamos.

Passo 2

Semirreação de oxidação (perda de elétrons) do ferro:
\mathrm{Fe}^{2+} \;\longrightarrow\; \mathrm{Fe}^{3+} + e^{-}

Passo 3

Semirreação de redução (ganho de elétrons) do nitrato a óxido nítrico em meio ácido. Primeiro igualamos N e O, depois adicionamos \mathrm{H}^{+} e \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} para equilibrar H e O, e por fim balanceamos carga com elétrons:
\mathrm{NO}_{3}^{-} + 4\,\mathrm{H}^{+} + 3\,e^{-} \;\longrightarrow\; \mathrm{NO} + 2\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}

Passo 4

A semirreação de oxidação libera 1 elétron, e a de redução consome 3 elétrons. Para cancelar elétrons, multiplicamos a semirreação de oxidação por 3:
3\,\mathrm{Fe}^{2+} \;\longrightarrow\; 3\,\mathrm{Fe}^{3+} + 3\,e^{-}

Passo 5

Somamos as duas semirreações, cancelando os 3\,e^{-}:
3\,\mathrm{Fe}^{2+} + \bigl(\mathrm{NO}_{3}^{-} + 4\,\mathrm{H}^{+} + 3\,e^{-}\bigr) \;\longrightarrow\; 3\,\mathrm{Fe}^{3+} + 3\,e^{-} + \mathrm{NO} + 2\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}
Cancelando 3\,e^{-} dos dois lados, obtemos a equação global balanceada.

Passo 6

Verificação final:
  • Ferro: 3 átomos de \mathrm{Fe}^{2+} viram 3 de \mathrm{Fe}^{3+}.
  • Nitrogênio: 1 de \mathrm{NO}_{3}^{-} vira 1 de \mathrm{NO}.
  • Oxigênio: 3 de \mathrm{NO}_{3}^{-} e 0 vindos de \mathrm{Fe}^{2+} e \mathrm{H}^{+} formam 2 em \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} mais 1 em \mathrm{NO}.
  • Hidrogênio: 4 de \mathrm{H}^{+} formam 4 em 2\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.
  • Carga: 3\times(+2)+(-1)+4\times(+1)=+6-1+4=+9 no lado esquerdo; 3\times(+3)+0+0=+9 no direito.

Resposta

3\,\mathrm{Fe}^{2+} + \mathrm{NO}_{3}^{-} + 4\,\mathrm{H}^{+} \longrightarrow 3\,\mathrm{Fe}^{3+} + \mathrm{NO} + 2\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}

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