Escreva as semi-reações balanceadas nas quais o
age como um oxidante em
Passo 1
O que o enunciado pede: escrever as semi-reações balanceadas nas quais o
atua como oxidante em meio com
.
Informações relevantes que o enunciado deu:
- O íon que age como oxidante é
. - O meio tem
, ou seja, o meio é básico (existem em excesso). - Preciso fornecer as semi-reações de redução do
apropriadas para meio básico, balanceadas em massa e carga.
Passo 2
Como vamos balancear? Estratégia (método das semi-reações em meio básico), explicada passo a passo:
- Escrever a semi-reação de redução não balanceada (espécie inicial
produto provável). - Balancear todos os átomos exceto hidrogênio e oxigênio.
- Balancear os átomos de oxigênio adicionando moléculas de
. - Balancear os átomos de hidrogênio adicionando íons
. - Balancear as cargas adicionando elétrons
. - Como o meio é básico, converter qualquer
em adicionando em ambos os lados e simplificar águas. - Conferir balanceamento final de massa e carga.
Vou aplicar esse algoritmo para as duas semi-reações mais comuns que aparecem em meio básico: redução a
(manganato) e redução a
(dióxido de manganês sólido). Em pH básico essas duas formas são as que costumam aparecer dependendo das condições e do agente redutor.
Passo 3
Semi-reação 1: redução simples a
.
Escrevo a transformação inicial sem alterar átomos:
Agora balanceio cargas. Átomos já estão balanceados (Mn e O). Carga à esquerda é
. Carga à direita é
. Como é redução (ganho de elétrons), coloco elétrons no lado esquerdo até que as cargas coincidam:
- Adicionando um elétron
à esquerda: carga esquerda fica , que é igual à carga à direita.
Logo a semi-reação balanceada é:
Verificação final:
- Átomos: Mn 1 = 1, O 4 = 4.
- Carga: esquerda
; direita . OK.
Passo 4
Semi-reação 2: redução a
(forma comum em meio neutro/leve básico).
Escrevo a transformação inicial:
Balanceando oxigênios primeiro (seguir o passo 3 do método): à esquerda há 4 oxigênios; à direita, em
, há 2 oxigênios. Para equilibrar, acrescento
moléculas de água no lado que precisa de oxigênios. Vou adicionar
ao lado direito para que o total de oxigênios à direita seja
:
Agora balancear hidrogênios: à direita há
hidrogênios (nas águas). Então adiciono
ao lado esquerdo:
Balancear cargas agora, adicionando elétrons. Cargas:
- Esquerda:
. - Direita: neutro
.
Para igualar, colocono lado esquerdo (redução): . Assim:
Isso está balanceado em meio ácido. Como nosso meio é básico (
), convertemos para básico:
- Para cada
adicionado, adicionamos um em ambos os lados para neutralizar: aqui são , então adicionamos em ambos os lados.
Adicionando
:
Agora
, então
forma
. Substituo na equação e simplifico as águas:
Cancelei
em ambos os lados (pois
à esquerda e
à direita), deixando:
Reescrevendo numa ordem mais comum:
Passo 5
Verificações rápidas de ambas as semi-reações (massa e carga):
Para
:
- Átomos: Mn 1=1; O 4=4.
- Carga: esquerda
; direita . OK.
Para
:
- Átomos: Mn 1=1; O esquerda:
. O direita: . H esquerda: . H direita: (em ). Carga esquerda: . Carga direita: . OK.
Passo 6
Comentário prático (motivacional): em
ambas as semi-reações acima são relevantes. Na prática, muitos agentes redutores em meio básico fazem o
reduzir-se até
(precipitado marrom/negro). A redução a
(manganato, verde) corresponde a ganho de apenas um elétron e aparece em condições fortemente básicas e/ou quando a reação química favorece essa etapa. Então, dependendo do reagente redutor e do potencial redox do par redutor/oxidante, você pode usar uma ou outra semi-reação na montagem do balanceamento global.
Força: você já sabe como montar e conferir semi-reações em meio básico — é só seguir o procedimento que fizemos. Vai dar certo na prova!