Escreva equações químicas para as seguintes reações.
Desproporcionamento do bromo elementar pelo hidróxido de sódio concentrado.

Passo 1

O enunciado pede a equação química do desproporcionamento do bromo elementar quando tratado com hidróxido de sódio concentrado.
Informações dadas (explícitas ou implícitas):
  • Reagentes: bromo elementar e hidróxido de sódio concentrado.
  • Tipo de transformação pedida: desproporcionamento (a mesma espécie química se oxida e se reduz simultaneamente).
    A minha tarefa: escrever a equação (balanceada) desse processo, explicando passo a passo como chegar nela.

Passo 2

O que é desproporcionamento?
Desproporcionamento significa que um mesmo elemento, aqui o bromo (que no Br2 tem estado de oxidação 0), sofre duas mudanças diferentes: parte é reduzida (ganha elétrons) e parte é oxidada (perde elétrons). O objetivo é escrever as equações sem pular etapas e balancear elétrons, átomos, cargas e massas.

Passo 3

Determinar os estados de oxidação envolvidos (isso orienta quais espécies aparecem nos produtos).
  • No bromo elementar: cada átomo de bromo tem oxidação 0. Escrevo isso como \mathrm{Br}_2 com estado de oxidação 0.
  • No íon brometo: \mathrm{Br}^- tem oxidação -1.
  • No íon bromato: \mathrm{BrO}_3^- o bromo tem oxidação +5.
    Conclusão: no desproporcionamento parte do bromo vai de 0 para -1 (redução) e parte vai de 0 para +5 (oxidação).

Passo 4

Montar semirreações (meio básico) e balancear elétrons, átomos e cargas. Primeiro a semirreação de redução (bromo para brometo).
A semirreação de redução é:
\mathrm{Br}_2 + 2e^- \to 2\mathrm{Br}^-.
Explicação: cada átomo de bromo em \mathrm{Br}_2 (dois átomos) recebe um elétron; no total \mathrm{Br}_2 ganha 2e^- e vira 2\mathrm{Br}^-.
Agora a semirreação de oxidação que gera bromato. É conveniente escrever a oxidação partindo do brometo para bromato (espécie oxidada), depois ligar com o bromo molecular via equilibrar com a redução. A semirreação de oxidação, em meio básico, pode ser escrita e balanceada como:
\mathrm{Br}^- + 6\mathrm{OH}^- \to \mathrm{BrO}_3^- + 3\mathrm{H}_2\mathrm{O} + 6e^-.
Verificação rápida: átomos de Br: 1 em ambos os lados; Oxigênios: 6 do lado esquerdo (6OH ^-) e 3 em \mathrm{BrO}_3^- mais 3 em 3\mathrm{H}_2\mathrm{O} totalizando 6; hidrogênios: 6 de 6\mathrm{OH}^- e 6 em 3\mathrm{H}_2\mathrm{O}; cargas: lado esquerdo -7 ( -1 de \mathrm{Br}^- e -6 de 6\mathrm{OH}^-), lado direito -7 ( -1 de \mathrm{BrO}_3^- e 0 de água e -6 dos 6e^- que estão escritos como produto), portanto está consistente com a produção de 6e^-.

Passo 5

Igualar elétrons para somar as semirreações. A semirreação de redução consome 2e^-; a de oxidação produz 6e^-. O mínimo comum múltiplo é 6. Multiplico a semirreação de redução por 3 (consome 6e^-):
Redução (×3):
3\mathrm{Br}_2 + 6e^- \to 6\mathrm{Br}^-.
Oxidação (já produz 6e^-):
\mathrm{Br}^- + 6\mathrm{OH}^- \to \mathrm{BrO}_3^- + 3\mathrm{H}_2\mathrm{O} + 6e^-.
Agora somo as duas semirreações (elétrons se cancelam):
3\mathrm{Br}_2 + 6e^- + \mathrm{Br}^- + 6\mathrm{OH}^- \to 6\mathrm{Br}^- + \mathrm{BrO}_3^- + 3\mathrm{H}_2\mathrm{O} + 6e^-.
Cancelar os 6e^- em ambos os lados e simplificar \mathrm{Br}^- (um íon \mathrm{Br}^- no reagente cancela um dos seis no produto), resulta:
3\mathrm{Br}_2 + 6\mathrm{OH}^- \to 5\mathrm{Br}^- + \mathrm{BrO}_3^- + 3\mathrm{H}_2\mathrm{O}.

Passo 6

Passar da equação iônica para a forma molecular incluindo o contra-íon sódio (como reagente foi dado \mathrm{NaOH} concentrado). Substituo 6\mathrm{OH}^- por 6\mathrm{NaOH} e 5\mathrm{Br}^- por 5\mathrm{NaBr} e \mathrm{BrO}_3^- por \mathrm{NaBrO}_3. A equação molecular balanceada é:
3\mathrm{Br}_2 + 6\mathrm{NaOH} \to 5\mathrm{NaBr} + \mathrm{NaBrO}_3 + 3\mathrm{H}_2\mathrm{O}.

Passo 7

Comentário prático (rápido e útil para a prova): essa equação ocorre com \mathrm{NaOH} concentrado (e geralmente sob aquecimento). Com \mathrm{NaOH} diluído e frio o produto oxidado principal é o hipobromito \mathrm{BrO}^-, a reação fria/diluída é:
\mathrm{Br}_2 + 2\mathrm{OH}^- \to \mathrm{Br}^- + \mathrm{BrO}^- + \mathrm{H}_2\mathrm{O}.
Mas para o caso pedido (hidróxido de sódio concentrado) use a equação que leva ao bromato e brometo (mostrada no Passo 6).

Resposta

3\mathrm{Br}_2 + 6\mathrm{OH}^- \to 5\mathrm{Br}^- + \mathrm{BrO}_3^- + 3\mathrm{H}_2\mathrm{O}
3\mathrm{Br}_2 + 6\mathrm{NaOH} \to 5\mathrm{NaBr} + \mathrm{NaBrO}_3 + 3\mathrm{H}_2\mathrm{O}

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