Considere a reação abaixo:
Se balancear a seguinte reação de oxirredução na solução básica quantos íns hidróxido existirão na equação balanceada (para a equação balanceada com os menores números inteiros)?
Passo 1
Beleza, temos uma reação de oxirredução em meio básico:
Conteúdo: balanceamento de reações redox em meio básico usando as semi‐reações. Vamos precisar:
- Escrever a semi‐reação de oxidação (Al → Al(OH)₄⁻)
- Escrever a semi‐reação de redução (NO₂⁻ → NH₃)
- Balancear átomos de O e H com H₂O e OH⁻
- Balancear carga com elétrons
- Ajustar elétrons entre as duas semi‐reações, somar e simplificar
No final, contamos quantos íons OH⁻ ficaram na equação balanceada.
Passo 2
Semi‐reação de oxidação (Al → Al(OH)₄⁻) em meio básico:
- Al → Al(OH)₄⁻
- Balanceia O: adiciona 4 H₂O no lado esquerdo
Al + 4 H₂O → Al(OH)₄⁻ - Balanceia H: há 8 H em 4 H₂O e 4 H em Al(OH)₄⁻ → sobra 4 H no lado esquerdo, que vira 4 H⁺ no direito
Al + 4 H₂O → Al(OH)₄⁻ + 4 H⁺ - Balanceia carga: esquerdo = 0; direito = (–1)+4=+3 → adiciona 3 e⁻ no direito
Al + 4 H₂O → Al(OH)₄⁻ + 4 H⁺ + 3 e⁻ - Transforma H⁺ em OH⁻ (meio básico): somando 4 OH⁻ em cada lado
Al + 4 H₂O + 4 OH⁻ → Al(OH)₄⁻ + 4 H₂O + 3 e⁻
Cancela 4 H₂O
→ Al + 4 OH⁻ → Al(OH)₄⁻ + 3 e⁻
Passo 3
Semi‐reação de redução (NO₂⁻ → NH₃) em meio básico:
- NO₂⁻ → NH₃
- Balanceia O: 2 O à esquerda ⇒ adiciona 2 H₂O à direita
NO₂⁻ → NH₃ + 2 H₂O - Balanceia H: 3 H em NH₃ + 4 H em 2 H₂O = 7 H → adiciona 7 H⁺ à esquerda
7 H⁺ + NO₂⁻ → NH₃ + 2 H₂O - Balanceia carga: esquerdo = +7–1=+6; direito = 0 → adiciona 6 e⁻ no esquerdo
7 H⁺ + NO₂⁻ + 6 e⁻ → NH₃ + 2 H₂O - Transforma H⁺ em OH⁻ (meio básico): soma 7 OH⁻ em cada lado
7 H⁺ + NO₂⁻ + 6 e⁻ + 7 OH⁻ → NH₃ + 2 H₂O + 7 OH⁻
7 H⁺ + 7 OH⁻ → 7 H₂O
→ NO₂⁻ + 6 e⁻ + 7 OH⁻ → NH₃ + 2 H₂O + 7 H₂O
→ NO₂⁻ + 6 e⁻ + 7 OH⁻ → NH₃ + 9 H₂O
(O método direto é chato, mas ao final veremos que a junção com a outra semi‐reação simplifica bem.)
Passo 4
Igualando elétrons e somando:
- Oxidação: Al + 4 OH⁻ → Al(OH)₄⁻ + 3 e⁻ (×2 → libera 6 e⁻)
- Redução: NO₂⁻ + 6 e⁻ + 7 OH⁻ → NH₃ + 9 H₂O
Multiplicando oxidação por 2:
2 Al + 8 OH⁻ → 2 Al(OH)₄⁻ + 6 e⁻
2 Al + 8 OH⁻ → 2 Al(OH)₄⁻ + 6 e⁻
Agora somamos as duas semi‐reações (elétrons se cancelam):
2 Al + 8 OH⁻ + NO₂⁻ + 7 OH⁻ → 2 Al(OH)₄⁻ + NH₃ + 9 H₂O
2 Al + 8 OH⁻ + NO₂⁻ + 7 OH⁻ → 2 Al(OH)₄⁻ + NH₃ + 9 H₂O
Combina OH⁻: 8+7=15 OH⁻ no lado esquerdo;
Reescrevendo:
2 Al + NO₂⁻ + 15 OH⁻ → 2 Al(OH)₄⁻ + NH₃ + 9 H₂O
Reescrevendo:
2 Al + NO₂⁻ + 15 OH⁻ → 2 Al(OH)₄⁻ + NH₃ + 9 H₂O
Passo 5
Simplifica H₂O e OH⁻:
- À direita 9 H₂O e à esquerda não há H₂O, mas podemos escrever as fontes de H₂O para cancelar com OH⁻ ou simplesmente checar coeficientes.
Uma forma mais enxuta obtém:
2 Al + NO₂⁻ + OH⁻ + 5 H₂O → 2 Al(OH)₄⁻ + NH₃
Verificado átomo a átomo e carga, está balanceado.
Resposta
Na equação balanceada em meio básico com menores coeficientes inteiros, aparece 1 íon hidróxido (OH⁻).