Considere a reação abaixo:
NO2^--(aq)+Al(s) NH3(aq)+Al(OH)4^-(aq)
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:
NO2^-(aq) + Al(s) longrightarrow NH3(aq) + Al(OH)4^-(aq)
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:
  1. Al → Al(OH)₄⁻
  2. Balanceia O: adiciona 4 H₂O no lado esquerdo
    Al + 4 H₂O → Al(OH)₄⁻
  3. 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⁺
  4. Balanceia carga: esquerdo = 0; direito = (–1)+4=+3 → adiciona 3 e⁻ no direito
    Al + 4 H₂O → Al(OH)₄⁻ + 4 H⁺ + 3 e⁻
  5. 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:
  1. NO₂⁻ → NH₃
  2. Balanceia O: 2 O à esquerda ⇒ adiciona 2 H₂O à direita
    NO₂⁻ → NH₃ + 2 H₂O
  3. Balanceia H: 3 H em NH₃ + 4 H em 2 H₂O = 7 H → adiciona 7 H⁺ à esquerda
    7 H⁺ + NO₂⁻ → NH₃ + 2 H₂O
  4. Balanceia carga: esquerdo = +7–1=+6; direito = 0 → adiciona 6 e⁻ no esquerdo
    7 H⁺ + NO₂⁻ + 6 e⁻ → NH₃ + 2 H₂O
  5. 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⁻
Agora somamos as duas semi‐reações (elétrons se cancelam):
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

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⁻).

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