Complete e balanceie as seguintes reações de óxido redução:
MEIO ÁCIDO:
Passo 1
O enunciado pede completar e balancear a reação de oxirredução em meio ácido. A reação fornecida é:
Dados relevantes que já temos (retirados do enunciado):
- Reagente:
(fósforo elementar). - Produtos:
(fosfina) e (íon fosfito). - Meio: ácido (logo, ao balancear, pode-se usar
, e elétrons ).
O que o problema pede explicitamente:
- Completar (colocar coeficientes estequiométricos corretos) e balancear a reação global em meio ácido.
Passo 2
Identificar alterações de oxidação para saber quem é oxidado e quem é reduzido (isso orienta as semi-reações).
- No
o fósforo está no estado elemental: com número de oxidação . - Em
o fósforo tem número de oxidação (cada H é ; para PH : ). Portanto, passando de para o fósforo é reduzido (ganha elétrons). - Em
já calculamos: . Logo o fósforo foi oxidado (de para , perde elétrons).
Conclusão: uma parte do fósforo é reduzida a
e outra parte é oxidada a
. Vamos montar as semi-reações para um átomo de fósforo e depois combinar.
Passo 3
Montar e balancear as semi-reações (em meio ácido) — sempre balancear primeiro átomos que não sejam H e O, depois O com
, depois H com
, e por fim cargas com elétrons.
Semi-reação de redução (cada átomo de P sendo reduzido a
):
- Esqueleto:
. - Balancear H:
tem 3 H, então adiciona-se ao lado dos reagentes. - Balancear cargas: lado esquerdo com
tem carga ; lado direito é neutro. Para equilibrar a carga é preciso adicionar ao lado esquerdo (redução recebe elétrons).
A semi-reação balanceada (por 1 átomo P) fica:
Semi-reação de oxidação (cada átomo de P sendo oxidado a
):
- Esqueleto:
. - Balancear oxigênios: o produto tem 3 O, então adiciona-se
no lado dos reagentes para fornecer 3 O. - Agora balancear hidrogênios: reagentes têm
= 6 H; produto tem 1 H na ; falta colocar no lado dos produtos para totalizar 6 H. - Balancear cargas: lado reagente carga 0; lado produto tem
(do ânion) mais das cargas dos = . Para equilibrar, adicionar no lado dos produtos (oxidação libera elétrons).
A semi-reação balanceada (por 1 átomo P) fica:
Observação pedagógica rápida: cada átomo de P que é oxidado libera
; cada átomo de P que é reduzido precisa de
. Isso facilita a combinação.
Passo 4
Combinar as semi-reações de forma que os elétrons se cancelem.
As semi-reações já têm o mesmo número de elétrons (
), então basta somá-las. No entanto, para obter coeficientes inteiros compatíveis com a molécula inicial
, é natural somar as semi-reações para
átomos reduzidos e
átomos oxidados (porque o fósforo elementar vem como
— assim
átomos). Mas primeiro somando uma de cada (por 1 átomo) e depois multiplicando por 2 dá o mesmo resultado.
Somando as duas semi-reações (cada uma multiplicada por
para totalizar
átomos de P):
Multiplicar a semi-reação de redução por :
Multiplicar a semi-reação de redução por
Multiplicar a semi-reação de oxidação por
:
Somando as duas (os
se cancelam):
Cancelando elétrons e somando termos semelhantes, obtemos:
- Átomos de P:
(ou seja ). -
: no reagente e no produto → passando todos para o mesmo lado resulta em no produto.
Assim a equação combinada simplificada é:
Passo 5
Verificação final (átomos e cargas):
- Fósforo: esquerda
(em ); direita em + em = . OK. - Oxigênio: esquerda
(em ); direita (em ). OK. - Hidrogênio: esquerda
(em ); direita (em ) + (em ) + (em ) → . OK. - Carga: esquerda
. Direita: neutro + = + = → total . OK.
Tudo balanceado em meio ácido.