Escreva as equações balanceadas para as seguintes reações em solução básica:
a)
a)
Passo 1
O enunciado pede para escrever a equação química balanceada, em meio básico, para a transformação abaixo:
Informações dadas:
- Reagentes:
(sólido) e (aq). - Produtos:
(sólido) e (gás). - Meio: básico (ou seja, podemos usar
e para balancear H e O). - Objetivo: obter a equação totalmente balanceada (átomos e cargas).
Passo 2
Escolha do método (explicação curta e didática): vamos usar o método das semi-reações (meio-passe) de oxirredução porque aqui há mudança de estados de oxidação: o níquel vai de um estado ligado a hidróxidos a metal elementar, e o nitrogênio no
é oxidado a
. O método das semi-reações permite balancear separadamente a oxidação e a redução, depois igualar os elétrons trocados e somar. Calma: eu vou mostrar cada passo devagar.
Passo 3
Determinar estados de oxidação (para ver quem é reduzido e quem é oxidado):
- Em
: cada tem carga , a molécula é neutra, logo tem estado de oxidação . - Em
: cada H é ; somando dos H, os dois N juntos devem dar , portanto cada N tem estado . Em cada N tem estado .
Conclusão:é reduzido a (ganha elétrons) e em é oxidado de para (perde elétrons).
Passo 4
Escrever a semi-reação de oxidação (nitrogênio):
Equação não balanceada de átomos:
Equação não balanceada de átomos:
Balanceamento de átomos: nitrogênios já estão balanceados (2 e 2). Agora balancear hidrogênios e cargas em meio básico.
Primeiro, em método ácido (intermediário), balanceamos H adicionando
:
Em seguida balanceamos a carga com elétrons: o lado direito tem carga
, portanto precisamos colocar
no lado direito também se for oxidação (na oxidação os elétrons aparecem no produto):
Agora convertendo para meio básico: neutralizamos os
adicionando
a ambos os lados;
vira
. O resultado é:
Verificação rápida: átomos e carga batem (esquerda: carga
devido aos
; direita:
dá carga
).
Passo 5
Escrever a semi-reação de redução (níquel):
Equação inicial:
Equação inicial:
Ni passa de
para
, então cada átomo de Ni ganha
. Em meio básico é conveniente escrever as hidroxilas explicitamente: para balancear O e H, podemos colocar
no produto e os elétrons do lado dos reagentes (redução consome elétrons):
Verificação: átomos OK (Ni:1; O:2; H:2) e cargas: esquerda neutra +
dá carga
; direita
tem carga
. Tudo balanceado.
Passo 6
Igualar o número de elétrons trocados: a semi-reação de oxidação fornece
; a de redução consome
. Para cancelar elétrons, multiplicamos a semi-reação de redução por
:
Passo 7
Somar as duas semi-reações (oxidação + redução) e cancelar espécies que aparecem em ambos os lados:
Oxidação:
Oxidação:
Redução (multiplicada por 2):
Somando membro a membro e cancelando
(aparecem nos dois lados) e também cancelando os
(aparecem em ambos os lados), obtemos:
Passo 8
Verificação final de átomos e cargas:
- Nitrogênio: esquerda
(em ), direita (em ). - Níquel: esquerda
, direita . - Oxigênio: esquerda
(dos dois ), direita (em ). - Hidrogênio: esquerda
(em ) + (nos hidróxidos) = ; direita (em ). - Carga: tudo neutro dos dois lados.
Está tudo correto e a equação está balanceada em meio básico.