Faça o balanceamento e indique o agente redutor e o agente oxidante.
Passo 1
O enunciado dá a reação não balanceada
e pede duas coisas: (1) balancear essa reação em meio aquoso ácido e (2) indicar o agente oxidante (o que é reduzido) e o agente redutor (o que é oxidado).
Informações relevantes que o enunciado dá: as espécies e seus estados (aq, s, l) e o fato de termos água e íons H+, o que indica que podemos balancear em meio ácido usando H2O e H+ se necessário.
Informações relevantes que o enunciado dá: as espécies e seus estados (aq, s, l) e o fato de termos água e íons H+, o que indica que podemos balancear em meio ácido usando H2O e H+ se necessário.
Passo 2
Vamos identificar as variações de estado de oxidação para saber quem perde e quem ganha elétrons. Para cada espécie envolvida:
- Para o cério:
passa para . A mudança é de para : isso é ganho de 1 elétron por átomo de Ce. Logo a meia-reação de redução é
Aqui eu usei o conceito: redução = ganho de elétrons; representamos isso acrescentando elétrons no membro com maior carga positiva para igualar as cargas.
- Para o bismuto: começa como metal elementar
(estado de oxidação ) e vai para . Para encontrar o estado do Bi em fazemos a conta: seja o estado do Bi, então (oxigênio costuma ser ), logo . Então Bi vai de para : perdeu 3 elétrons, sendo oxidado.
Passo 3
Escrevemos a meia-reação de oxidação (Bi → BiO+) e balanceamos átomos que não sejam H e O primeiro, depois O e H usando água e íons H+ (porque estamos em meio ácido), e por fim balanceamos cargas com elétrons.
Começamos com os átomos:
O lado direito tem 1 oxigênio; então adicionamos
ao lado esquerdo para prover esse oxigênio:
Agora balanceamos os hidrogênios: à esquerda temos 2 H (da
), então colocamos
no lado direito:
Agora balanceamos cargas com elétrons. Cargas: lado esquerdo =
. Lado direito =
(BiO+)
(2 H+)
. Para igualar, colocamos
no lado direito (isso corresponde a perda de 3 elétrons pela espécie Bi):
Checagem rápida de átomos: Bi 1=1, O 1=1, H 2=2. Cargas: 0 =
. Tudo certo.
Passo 4
Já tínhamos a meia-reação de redução do Ce:
Note que essa meia-reação consome 1 elétron, enquanto a meia-reação de oxidação produz 3 elétrons. Para cancelar os elétrons ao juntar as duas meias-reações, multiplicamos a meia-reação de redução por
:
Passo 5
Agora somamos as duas meias-reações (a de oxidação e a de redução multiplicada) para obter a reação global. Escrevendo-as juntas:
Somando, os
se cancelam:
Passo 6
Vamos checar cuidadosamente átomos e carga da equação final:
- Átomos: Ce:
. Bi: . O: (o oxigênio da água vai para ). H: (da água para ). - Cargas: lado esquerdo
. Lado direito . Carga balanceada.
Portanto a equação está corretamente balanceada em meio ácido.
Passo 7
Identificação dos agentes:
- Agente oxidante (o que provoca a oxidação, ou seja, é reduzido):
— ele ganha elétrons e vira . - Agente redutor (o que provoca a redução, ou seja, é oxidado):
— ele perde elétrons e vira .