Escreva as equações balanceadas para as seguintes reações em solução ácida:
c)
c)
Passo 1
O enunciado pede para escrever a equação química balanceada, em solução ácida, para a reação:
Informações dadas:
A condição é “solução ácida” (podemos usar
e
para balancear oxigênios e hidrogênios se necessário).
O objetivo final é obter a equação balanceada (átomos e cargas) para essa reação.
O objetivo final é obter a equação balanceada (átomos e cargas) para essa reação.
Passo 2
Escolha do método (explicação curta e amigável): como a reação envolve mudanças de estados de oxidação (o bromo passa de um óxido a outro e o bismuto passa de metal a óxido), o método mais direto é o método das semi-reações (meio-reação de oxidação + meio-reação de redução). Vamos usar esse método passo a passo — eu vou explicar cada regra enquanto aplico.
Passo 3
Determinar mudanças de oxidação (isso diz o que é oxidação e o que é redução):
Regra prática: em o bromo tem estado de oxidação
(porque
é
e cada
é
:
).
Em o bromo tem estado
(mesma conta:
).
Logo, o bromo é reduzido: (ganha 2 elétrons por átomo de Br).
O bismuto passa de
(metal) para
em
. Cada átomo de Bi perde 3 elétrons (oxidação).
Regra prática: em
Em
Logo, o bromo é reduzido:
O bismuto
Com isso já identificamos as duas semi-reações fundamentais:
- redução:
- oxidação:
Passo 4
Balancear a semi-reação de redução em meio ácido (passo a passo didático):
Começo com a transformação do bromo:
Começo com a transformação do bromo:
- Balancear átomos que não sejam
e : aqui o Br já está balanceado (1 e 1). - Balancear oxigênios adicionando
: à esquerda há 3 O, à direita há 2 O. Falta 1 O no lado direito, então adiciono ao lado direito:
Agora O:
ok.
3) Balancear hidrogênios com : à esquerda há 1 H, à direita há
(em
) mais
(em
) total
. Então adiciono
ao lado esquerdo para equilibrar H:
3) Balancear hidrogênios com
Agora H:
à esquerda,
à direita.
4) Balancear cargas com elétrons: carga à esquerda é (de
), à direita é
. Para igualar, adiciono
ao lado esquerdo (redução recebe elétrons):
4) Balancear cargas com elétrons: carga à esquerda é
Verificação: cargas:
à esquerda,
à direita. Átomos também balanceados. Esta é a semi-reação de redução balanceada.
Passo 5
Balancear a semi-reação de oxidação em meio ácido (passo a passo):
Transformação do bismuto:
Transformação do bismuto:
- Primeiro igualar o número de Bi: para obter
preciso de 2 átomos de Bi no lado reacional:
- Balancear oxigênios com
: há 3 O no produto, 0 no reagente, então adiciono ao lado reagente (lado que falta O):
Agora O:
de cada lado.
3) Balancear hidrogênios com : à esquerda temos
H (em
), à direita
, então adiciono
ao lado direito:
3) Balancear hidrogênios com
- Balancear cargas com elétrons: cargas: lado esquerdo
; lado direito . Para igualar, adiciono ao lado direito (oxidação produz elétrons):
Verificação: cargas:
à esquerda,
à direita. Átomos balanceados. Esta é a semi-reação de oxidação balanceada.
Passo 6
Igualar elétrons, somar as semi-reações e simplificar:
A semi-reação de redução consome ; a de oxidação produz
. Multiplico a semi-reação de redução por
para igualar os elétrons a
.
A semi-reação de redução consome
Multiplicando a redução por
:
fica
Agora somo com a oxidação:
Agora cancelo espécies idênticas em ambos os lados:
-
cancelam; -
cancelam; -
(lado direito da redução) cancela com (lado esquerdo da oxidação).
O que sobra é:
Passo 7
Verificação final rápida (átomos e carga):
- Bi:
à esquerda, à direita (em ). - Br:
à esquerda, à direita. - H:
à esquerda, à direita. - O: à esquerda
; à direita (em ) mais (em ) total .
Cargas: todos os compostos são neutros; não há íons remanescentes. Está tudo balanceado.