Determine os balanceamentos das reaçōes abaixo, nos respectivos meios, pelo método do número de oxidaçăo ou pelo método das semi-reaçōes:
(Meio Ácido)
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para balancear a reação química abaixo em meio ácido:
Vamos usar o método das semi-reações, que é ótimo para reações de oxidação e redução. Para isso, precisamos identificar quais espécies estão sendo oxidadas e reduzidas, ajustar os elétrons e, finalmente, balancear os átomos e a carga.
Passo 2
Primeiro, vamos atribuir números de oxidação a cada elemento para ver quem está perdendo ou ganhando elétrons.
-
: - O oxigênio geralmente tem -2.
- Vamos chamar o número de oxidação do Ni de x.
- Então,
.
-
: - O oxigênio é -2.
- Nitrogênio:
.
-
: - O níquel está com +2.
-
: - O oxigênio é -2.
- Nitrogênio:
.
Então, o Ni vai de +5 para +2 (redução) e o N vai de +2 para +5 (oxidação).
Passo 3
Agora, vamos separar a reação em duas semi-reações: uma de oxidação e outra de redução.
Oxidação (Nitrogênio indo de +2 para +5):
Redução (Níquel indo de +5 para +2):
Passo 4
Vamos balancear cada semi-reação separadamente. Começamos balanceando os átomos que não são H ou O.
Oxidação:
Nitrogênio já está balanceado (1 em ambos os lados).
Redução:
Níquel já está balanceado (1 em ambos os lados).
Passo 5
Agora, balanceamos os átomos de oxigênio adicionando
.
Oxidação:
Lado direito tem 3 O, lado esquerdo tem 1 O. Então adicionamos 2
no lado esquerdo.
Redução:
Lado esquerdo tem 2 O, lado direito tem 0 O. Adicionamos 2
no lado direito.
Passo 6
Em meio ácido, balanceamos os hidrogênios adicionando
.
Oxidação:
Lado esquerdo tem 4 H, lado direito tem 0. Adicionamos 4
no lado direito.
Redução:
Lado direito tem 4 H, lado esquerdo tem 0. Adicionamos 4
no lado esquerdo.
Passo 7
Agora, balanceamos as cargas adicionando elétrons (
).
Oxidação:
Lado esquerdo tem carga 0 (NO) + 0 (H₂O) = 0.
Lado direito tem -1 (NO₃⁻) + 4(+1) (H⁺) = +3.
Para equilibrar, adicionamos 3 elétrons no lado direito.
Lado direito tem -1 (NO₃⁻) + 4(+1) (H⁺) = +3.
Para equilibrar, adicionamos 3 elétrons no lado direito.
Redução:
Lado esquerdo tem +1 (NiO₂⁺) + 4(+1) (H⁺) = +5.
Lado direito tem +2 (Ni²⁺) + 0 (H₂O) = +2.
Precisamos reduzir a carga em 3, então adicionamos 3 elétrons no lado esquerdo.
Lado direito tem +2 (Ni²⁺) + 0 (H₂O) = +2.
Precisamos reduzir a carga em 3, então adicionamos 3 elétrons no lado esquerdo.
Passo 8
Agora, ajustamos para que o número de elétrons seja igual em ambas as semi-reações. Ambas já têm 3 elétrons, então podemos somar diretamente.
Os elétrons e os
que aparecem dos dois lados se cancelam:
Passo 9
Finalmente, simplificamos os termos que aparecem dos dois lados. As moléculas de água (H₂O) estão em ambos os lados na mesma quantidade, então podemos cancelá-las.
Resposta
A reação balanceada em meio ácido é: