Considere uma redução de íon nitrato para íon nitrito em um sistema de águas naturais, e responda o que se pede:
Escreva a semirreação balanceada de um elétron para o processo se ele ocorre em meio ácido.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente vai trabalhar com reações de redução, especificamente a redução do íon nitrato (NO₃⁻) para o íon nitrito (NO₂⁻) em um ambiente ácido. Para isso, precisamos balancear a semirreação que inclui elétrons. Vamos precisar usar conceitos de balanceamento de reações redox em meio ácido e entender como adicionar moléculas de água, íons de hidrogênio e elétrons para equilibrar a equação.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a semirreação não balanceada da redução do nitrato para nitrito:
NO3^- NO2^-

Passo 3

Agora, vamos balancear os átomos de nitrogênio. Observamos que há 1 átomo de nitrogênio em cada lado, então está tudo certo nesse aspecto.

Passo 4

Em seguida, balanceamos os átomos de oxigênio. No lado esquerdo temos 3 oxigênios (NO₃⁻) e no lado direito temos 2 oxigênios (NO₂⁻). Para equilibrar, adicionamos uma molécula de água (H₂O) no lado direito:
NO3^- NO2^- + H2O
Agora, temos 3 oxigênios de cada lado.

Passo 5

Agora, vamos balancear os hidrogênios adicionando íons de hidrogênio (H⁺). No lado direito, temos 2 hidrogênios provenientes da água, então adicionamos 2 H⁺ no lado esquerdo:
NO3^- + 2H^+ NO2^- + H2O

Passo 6

Por último, balanceamos a carga elétrica adicionando elétrons. No lado esquerdo, a carga total é -1 (NO₃⁻) + 2(+1) = +1. No lado direito, a carga é -1 (NO₂⁻). Para equilibrar as cargas, precisamos adicionar 2 elétrons (e⁻) no lado esquerdo:
NO3^- + 2H^+ + 2e^- NO2^- + H2O

Resposta

A semirreação balanceada é:
NO3^- + 2H^+ + 2e^- NO2^- + H2O

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