Faça o balanceamento e indique o agente redutor e o agente oxidante.
Passo 1
O enunciado dá a reação
e pede duas coisas:
- Balancear a reação (átomos e cargas).
- Indicar o agente redutor e o agente oxidante.
Informações dadas que vamos usar:
- Todas as espécies e seus estados de oxidação aparentes (íons com cargas mostradas).
- A reação ocorre em meio aquoso, e aparecem
no produto (ou seja, podemos usar H+ para balancear H quando necessário).
Passo 2
Método escolhido: método das semi-reações (meio ácido).
Por que? Porque a equação mostra transferência clara de elétrons (Fe muda de estado de oxidação e N muda), e o método das semi-reações permite balancear separadamente oxidação e redução em relação a átomos e cargas, controlando os elétrons. Vou:
Por que? Porque a equação mostra transferência clara de elétrons (Fe muda de estado de oxidação e N muda), e o método das semi-reações permite balancear separadamente oxidação e redução em relação a átomos e cargas, controlando os elétrons. Vou:
- Determinar quantos elétrons cada espécie perde/ganha (usando números de oxidação).
- Escrever as meia-reações (oxidação e redução) balanceadas em átomos e carga.
- Igualar elétrons, somar e simplificar.
Passo 3
Vou encontrar o número de elétrons envolvidos na oxidação do nitrogênio em
.
Regra útil: hidrogênio em compostos (quando ligado a não-metais) costuma ter número de oxidação
. Então, para
somamos as contribuições:
Chamando
a soma dos números de oxidação dos dois N,
Portanto, a soma das duas cargas de N é
, ou seja, em média cada N tem NOx
. Em
cada N tem NOx
. Assim, a transformação das duas nitrogênios de
(cada) para
implica perda de
elétrons por nitrogênio, totalizando
elétrons perdidos por uma molécula de
.
Escrevemos a meia-reação de oxidação com esse conhecimento e balanceando H e carga:
começo com
começo com
Temos 5 H no lado esquerdo, então colocamos
no lado direito para balancear H. Como a oxidação produz elétrons (perda de elétrons), acrescentamos
no produto:
Verificação de cargas: esquerda
; direita
. Átomos também balanceados. Boa.
Passo 4
Agora a meia-reação de redução envolvendo
.
Uma forma prática: os ligantes
têm carga total
(seis vezes
), logo o ferro em
tem NOx tal que
Em
a equação análoga dá
. Logo o ferro passa de
para
, isto é, ganha 1 elétron. A meia-reação de redução é simplesmente:
Verificação: cargas: esquerda
com o elétron? Melhor ver: soma esquerda
mais
do elétron dá
, mas ao tratar meia-reação normalmente escrevemos o elétron do lado dos reagentes para representar ganho; a soma algébrica dos lados é consistente:
e o produto tem
. OK.
Passo 5
Agora igualamos o número de elétrons entre as meia-reações: a oxidação produz
e cada redução consome
. Multiplicamos a meia-reação de redução por
:
Somando com a meia-reação de oxidação:
mais
Cancelam-se os
e somando os termos obtemos a equação global balanceada:
Verificação rápida:
- Nitrogênios: do lado esquerdo temos
N em mais N nas quatro unidades de (mas esses 24 N em ligantes CN aparecem também no produto nas mesmas 4 unidades de ), então o balanço interno de CN se mantém; o nitrogênio molecular (os 2 N da parte reduzida da hidrazina) está balanceado. Em resumo, todos os átomos ficam balanceados quando se considera que os complexos não mudam sua composição além da carga. - Cargas: esquerda
. Direita . Igual. Logo a equação está correta.
Passo 6
Identificação dos agentes:
- Agente redutor (reductante) é a espécie que doa elétrons, a que se oxida. Aqui
doa elétrons (é oxidada a ), então é o agente redutor. - Agente oxidante (oxidante) é a espécie que recebe elétrons, a que se reduz. Aqui
recebe elétrons (reduz-se a ), logo é o agente oxidante.
Resposta
Agente redutor:
Agente oxidante:
Agente oxidante: