Complete e balanceie as seguintes reações em meio aquoso ácido:
Passo 1
O enunciado pede para completar e balancear a reação em meio aquoso ácido. A reação dada é
Informações relevantes que o enunciado dá:
- Reagentes e produtos já indicados:
, , , . - Meio: aquoso ácido — isso significa que podemos usar
e para balancear oxigênios e hidrogênios. - Precisamos balancear átomos e cargas elétricas (isto é, obter uma equação estequiométrica correta).
A partir daqui começamos a resolver passo a passo.
Passo 2
Primeiro escrevemos as meias-reações (sem ainda balancear O, H e cargas) separando oxidação e redução. Observando as espécies:
Explicando rápido: cada meia-reaçao mostra só a mudança do átomo que muda de estado de oxidação (a prata e o nitrogênio, aqui).
Passo 3
Balanceamos primeiro os átomos diferentes de H e O em cada meia-reaçao. Ambas já têm os elementos principais balanceados:
- Na oxidação:
aparece 1 vez de cada lado. - Na redução:
aparece 1 vez de cada lado.
Então passamos a balancear oxigênio e hidrogênio (usandoe , porque o meio é ácido).
Passo 4
Balancear oxigênios na meia-reação de redução
.
À esquerda há átomos de O em
. À direita há
em
. Para igualar, adicionamos
ao lado que precisa de oxigênio:
À esquerda há
Agora o número de oxigênios está:
à esquerda e
à direita.
Passo 5
Balancear hidrogênios na mesma meia-reação. À direita há
hidrogênios (dos
). Então adicionamos
à esquerda para compensar:
Agora os átomos estão balanceados (N, O, H). Falta ajustar a carga com elétrons.
Passo 6
Balancear a carga elétrica adicionando elétrons
. Calculamos as cargas:
- Lado esquerdo: carga total
. - Lado direito: carga total
(produtos são neutros).
Para igualar, colocamoselétrons no lado que está mais positivo (esquerdo). Isso representa a redução (ganho de elétrons):
Esta é a meia-reação de redução balanceada em meio ácido.
Passo 7
Balancear a meia-reação de oxidação por carga. A oxidação original foi:
Contando cargas, o lado esquerdo é neutro e o direito tem
. Para balancear a carga colocamos um elétron no lado que ficou mais positivo (o produto), mas, por convenção para oxidação, escrevemos a meia-reação como:
Isto mostra que cada átomo de prata libera
elétron quando se oxida.
Passo 8
Agora precisamos combinar as duas meias-reações. A redução consumiu
, enquanto a oxidação produz
. Para que os elétrons se cancelem ao somar as meias-reações, multiplicamos a meia-reação de oxidação por
:
Passo 9
Somamos a meia-reação de redução (já com
no lado esquerdo) com a meia-reação de oxidação multiplicada por
. Escrevendo as duas e somando:
Ao somar, os
cancelam, resultando em:
Passo 10
Verificação final (contagem de átomos e cargas) para garantir que está tudo certo:
- Átomos de
: ambos os lados. - Átomos de
: ambos os lados. - Átomos de
: à esquerda (de ), à direita (em ) + (em ) = . - Átomos de
: à esquerda (em ), à direita (em ). - Carga total: lado esquerdo
. Lado direito . Cargas iguais. Tudo balanceado.
Resposta
3
+
+ 4
3
+
+ 2