Escreva as semi-reações balanceadas nas quais o
age como um oxidante em $\mathrm{pH}=15.
Passo 1
O enunciado pede que eu escreva as semi-reações balanceadas nas quais o
age como oxidante quando o meio tem
. Informações relevantes que o enunciado dá e que eu vou usar:
- O reagente que se reduz (age como oxidante) é
. - O meio é fortemente básico (
), logo há excesso de disponível. - Preciso escrever semi-reações balanceadas (átomos e cargas equilibradas) apropriadas para meio básico.
Passo 2
Regra prática para balancear semi-reações em meio básico (resumida e intuitiva):
- Balancear os átomos que não são H nem O (aqui: Mn).
- Balancear os átomos de O adicionando
. - Balancear os átomos de H adicionando
(fazemos primeiro em meio ácido, se for mais simples). - Balancear as cargas adicionando elétrons
. - Se usamos
(passo 3), converter para meio básico adicionando em ambos os lados para cancelar os ; simplificar água quando possível.
Alternativamente podemos operar diretamente come , mas às vezes é mais claro fazer o balanço em ácido e depois converter para básico.
Vou apresentar as semi-reações mais comuns em meio fortemente básico: (A) redução a manganato
(redução de 1 elétron) e (B) redução até dióxido de manganês sólido
(redução de 3 elétrons). Em pH muito alto a formação de
é típica;
também aparece em outras condições básicas.
Passo 3
Semi-reação (A): redução de
a
.
- Esqueleto da semi-reação:
-
Balanceamento de átomos: Mn e O já estão balanceados (1 Mn em cada lado, 4 O em cada lado).
-
Balanceamento de carga: carga do lado esquerdo é
; do lado direito é . Para que as cargas sejam iguais, adiciono um elétron no lado esquerdo (na redução, adicionamos elétrons ao lado dos reagentes):
- Verificação: cargas: esquerda
; direita . Átomos balanceados. Essa é a semi-reação final para redução a manganato em meio básico.
Passo 4
Semi-reação (B): redução de
a
(produto sólido), adequada para condições menos fortemente oxidantes mesmo em meio básico. Vou balancear usando o método ácido → depois converter para básico (é mais didático).
- Esqueleto:
- Balancear O adicionando água (em meio ácido): o lado esquerdo tem 4 O, o direito tem 2 O; faltam 2 O no direito, então adiciono
ao lado direito:
- Balancear H adicionando
: o lado direito tem H, então adiciono ao lado esquerdo:
- Balancear cargas com elétrons: carga esquerda é
; carga direita é . Para igualar, adiciono ao lado esquerdo (redução):
- Converter para meio básico (pH = 15): adiciono
em ambos os lados para neutralizar os :
- Simplificar
: os no lado esquerdo viram . Então:
- Cancelar
comum (subtrair de ambos os lados):
- Verificação final: átomos e cargas:
- Mn: 1 e 1.
- O: esquerda
; direita . - H: esquerda
; direita (nos ). - Cargas: esquerda
; direita . Tudo balanceado.
Essa é a semi-reação balanceada em meio básico para redução a
.
Passo 5
Resumo e comentários finais (rápido e prático para a prova):
- Em meio muito básico (
) a semi-reação mais simples e comum é a redução a manganato (ganho de 1 elétron). - Outra semi-reação possível (quando o agente redutor é mais forte ou quando ocorre precipitação) é a redução a
(ganho de 3 elétrons), cuja forma balanceada em meio básico é a que obtivemos. - Em uma prova, ao ver “em pH muito básico”, o primeiro palpite costuma ser a semi-reação para formar
; se o enunciado mencionar sólido ou condições específicas, use a segunda.