Escreva as equações balanceadas para as seguintes reações em solução ácida:
b)
b)
Passo 1
O que o exercício pede: escrever a equação química balanceada, em solução ácida, para a reação
Informações dadas (explicitamente no enunciado):
Condição: meio ácido (posso usar
e
para balancear O e H).
Objetivo: obter a equação final com massa e carga balanceadas.
Objetivo: obter a equação final com massa e carga balanceadas.
Passo 2
Identificar o que é oxidação e redução através dos números de oxidação — isso diz quais espécies perdem ou ganham elétrons.
Como calcular número de oxidação:
- A soma dos números de oxidação em uma espécie íon é igual à carga do íon.
- Oxigênio normalmente é
. Hidrogênio em solução ácida é .
Calcule os números de oxidação:
Conclusão:
vai de
para
(redução, ganha elétrons);
vai de
para
(oxidação, perde elétrons). Vou usar o método das semi-reações (half-reactions).
Passo 3
Montar e balancear a semi-reação de redução (onde há ganho de elétrons).
Semi-reação inic ial (somente espécies que envolvem Mn):
Passos para balancear em meio ácido:
- Balancear átomos diferentes de H e O: Mn já balanceado.
- Balancear O adicionando
. - Há 4 O no permanganato, então adiciono 4 moléculas de água no lado que falta O:
- Balancear H adicionando
. - 4 H2O têm
H, então adiciono ao outro lado:
- 4 H2O têm
- Balancear carga adicionando elétrons
. - Carga à esquerda:
. À direita: . - Para igualar, adiciono
ao lado esquerdo (redução consome elétrons):
- Carga à esquerda:
Passo 4
Montar e balancear a semi-reação de oxidação (onde há perda de elétrons).
Semi-reação inicial (espécies com N):
Balanceamento em meio ácido:
- N já balanceado.
- Balancear O: esquerda tem 2 O, direita 3 O → adicionar
para ajustar:
Agora O: esquerda
, direita
OK.
3. Balancear H adicionando : esquerda tem 2 H (da água), então adiciono
à direita:
3. Balancear H adicionando
- Balancear carga com elétrons: cargas — esquerda
; direita . Para ajustar, adiciono no lado direito (oxidação libera elétrons):
Passo 5
Igualar o número de elétrons entre as duas semi-reações para poder somá-las.
- Semi-reação de redução consome
. - Semi-reação de oxidação produz
.
Mínimo múltiplo comum de
e
é
. Multiplico a redução por
e a oxidação por
.
Multiplicando:
Redução :
Redução
Oxidação
:
Passo 6
Somar as duas semi-reações e cancelar termos que aparecem em ambos os lados (elétrons,
,
quando possível).
Somando as equações (escrevo os dois lados antes de cancelar):
Cancelar
dos dois lados. Agora cancelar
e
que aparecem em ambos os lados:
-
no lado esquerdo e no direito → sobra no lado direito. -
no lado esquerdo e no direito → sobra no lado esquerdo.
Resultado líquido:
Passo 7
Verificação final (massa e carga):
Átomos:
- Mn:
à esquerda, à direita. - N:
à esquerda, à direita. - O: esquerda
; direita . - H: esquerda
; direita .
Cargas:
- Esquerda:
. - Direita:
.
Massa e carga balanceadas — a equação está correta.