Balanceie as seguintes reações de oxi-redução:
Passo 1
Resumo do que temos: a reação é
Conteúdo envolvido: balanceamento de reações de oxi-redução usando número de oxidação (NOX) e troca de elétrons.
O que vamos precisar:
1. Atribuir NOX a cada átomo.
2. Ver quem oxida (perde elétrons) e quem reduz (ganha elétrons).
3. Igualar elétrons trocados.
4. Ajustar coeficientes para que massa e carga fiquem iguais.
Passo 2
Atribuindo NOX:
– Al elementar: NOX(Al) = 0
– Em : O é –2, então Al = +3.
– Em : podemos entender como mistura de FeO (Fe2+) e Fe2O3 (Fe3+), mas para efeito de NOX médio, cada O é –2, total de O = 4×(–2)=–8, soma dos três Fe deve dar +8, ou seja NOX médio de Fe = +8/3.
– Em Fe metálico: NOX(Fe) = 0
– Al elementar: NOX(Al) = 0
– Em
– Em
– Em Fe metálico: NOX(Fe) = 0
Quem muda NOX:
– Al: de 0 → +3 (oxida, perde 3 e–)
– Fe: de +8/3 → 0 (reduz, ganha 8/3 e– por átomo de Fe em média)
– Al: de 0 → +3 (oxida, perde 3 e–)
– Fe: de +8/3 → 0 (reduz, ganha 8/3 e– por átomo de Fe em média)
Passo 3
Vamos igualar o total de elétrons perdidos e ganhos.
Cada Al perde 3 e–. Cada átomo de Fe em média ganha 8/3 e–.
Se eu usar átomos de Al e
átomos de Fe na reação, preciso que
3·x = (8/3)·y
Multiplicando ambos lados por 3:
9·x = 8·y
Cada Al perde 3 e–. Cada átomo de Fe em média ganha 8/3 e–.
Se eu usar
3·x = (8/3)·y
Multiplicando ambos lados por 3:
9·x = 8·y
Passo 4
Além disso, precisamos balancear os átomos de O e Fe e Al de modo “normal” por coeficientes inteiros.
Use variáveis inteiras:
a Al + b Fe₃O₄ → c Al₂O₃ + d Fe
Use variáveis inteiras:
a Al + b Fe₃O₄ → c Al₂O₃ + d Fe
Das igualdades de massa:
– Al: a = 2c
– Fe: 3b = d
– O: 4b = 3c
– Al: a = 2c
– Fe: 3b = d
– O: 4b = 3c
E da conservação de elétrons (9·x = 8·y), que resulta na mesma relação 4b = 3c se fizermos b=3 e c=4.
Escolhendo b = 3 → c = 4 → a = 2·4 = 8 → d = 3·3 = 9
Escolhendo b = 3 → c = 4 → a = 2·4 = 8 → d = 3·3 = 9
Ficamos com a reação balanceada:
Resposta
8 Al + 3 Fe₃O₄ → 4 Al₂O₃ + 9 Fe