Faça o balanceamento redox para as reações abaixo, meios ácido e básico:
Formação do ácido acético a partir do etanol pela ação do íon permanganato.
Formação do ácido acético a partir do etanol pela ação do íon permanganato.
Passo 1
O enunciado pede para balancear a reação abaixo nos meios ácido e básico:
Informações dadas (explicitamente pelo enunciado):
O pedido é obter a equação balanceada (átomos e cargas) para o meio ácido e também para o meio básico. Não vou resolver nada agora, só organizei o que é pedido.
Passo 2
Vamos identificar quem é oxidado e quem é reduzido — isso orienta o método de semirreações (meio-reações). Vou calcular as variações de elétrons nos átomos de carbono e no manganês de forma simples e direta.
Primeiro, olhe a transformação do etanol em ácido acético:
O carbono ligado ao oxigênio (no grupo
) passa de um estado mais reduzido para um estado mais oxidado (no grupo carbonila do ácido). A conta rápida de oxidação mostra que esse carbono perde 4 elétrons (vai de aproximadamente
para
): portanto o etanol é oxidado e libera 4 elétrons por mol de etanol.
Agora o permanganato:
O manganês vai de oxidação
para
, portanto cada íon
recebe 5 elétrons. Conclusão: redução de 5 elétrons por
.
Esses números (4 e 5 elétrons) já dizem que, ao juntar as semirreações, teremos que multiplicar para igualar elétrons (mínimo múltiplo comum
elétrons). Agora vamos montar as semirreações e balanceá‑las em meio ácido.
Passo 3
Método escolhido: semirreações em meio ácido (antes de converter para básico). Regras do método — passo a passo:
- Separe em semirreações de oxidação e redução.
- Balanceie átomos que não sejam H e O (aqui C e Mn já balanceados por molécula).
- Balanceie oxigênios com
. - Balanceie hidrogênios com
. - Balanceie carga adicionando elétrons.
Vou aplicar isso cuidadosamente.
Passo 4
Balanceando a semirreação de oxidação (etanol → ácido acético) em meio ácido, passo a passo.
Escrevo a transformação simples:
- Carbonos: já estão balanceados (2
2). - Oxigênios: lado esquerdo tem
(etanol), lado direito tem (ácido acético). Para equilibrar O, adiciono molécula de água no lado que precisa (coloco água no lado esquerdo para ter 2 O à esquerda):
Agora H: lado esquerdo tem
(etanol)
(H2O)
; lado direito tem
(ácido acético). Para balancear H adiciono
íons
no lado direito:
Agora cargas: lado esquerdo neutro, lado direito tem carga
. Para igualar a carga adiciono
no lado direito (oxidação libera elétrons, então aparecem no produto):
Cheque rápido: C:2=2; H:8=4+4; O:2=2; carga: 0 = +4 + (-4) OK.
Passo 5
Balanceando a semirreação de redução (
) em meio ácido, passo a passo.
Escrevo:
- Mn: já balanceado.
- O: lado esquerdo 4 O, lado direito 0 → adiciono
no lado direito:
- H: agora lado direito tem
H → adiciono no lado esquerdo:
- Cargas: lado esquerdo tem
; lado direito tem . Para equilibrar adiciono no lado esquerdo (redução consome elétrons):
Cheque: carga esquerda
, direita
. Átomos OK.
Passo 6
Agora igualar o número de elétrons entre as duas semirreações. A semirreação de oxidação produz
; a de redução consome
. O mínimo múltiplo comum é
. Então:
- Multiplico a semirreação de oxidação por
. - Multiplico a semirreação de redução por
.
Semirreação de oxidação multiplicada por 5:
Semirreação de redução multiplicada por 4:
Passo 7
Somando as duas semirreações (os
cancelam). Faço a soma e simplifico
e
:
Soma antes de simplificar:
Cancelo
e subtraio
de ambos os lados (sobram
no lado esquerdo). Também simplifico águas: lado esquerdo
, lado direito
→ ao subtrair dá
no lado direito. Resultado final em meio ácido:
Faremos um cheque rápido:
- C:
ambos os lados. - H: esquerda
; direita . - O: esquerda
; direita . - Carga: esquerda
; direita . Tudo conferido.
Essa é a equação balanceada no meio ácido.
Passo 8
Conversão para meio básico. Estratégia prática: partir da equação balanceada em ácido e neutralizar os
com
(adicionando o mesmo número de
aos dois lados), depois simplificar água e, finalmente, escrever o produto orgânico na forma ionizada apropriada no meio básico (ácido acético será na forma acetato
).
Parto da equação ácida:
Adiciono
a ambos os lados para neutralizar os
:
No lado esquerdo
. Então:
Cancelo
de ambos os lados (sobram
no lado esquerdo):
No meio básico a forma predominante do ácido acético é o íon acetato
; isso é obtido reagindo cada
com uma
:
Aplicando isso para
moléculas de ácido acético no lado direito: consome
das
e produz
. Portanto o lado direito fica com
. Assim:
Agora simplifico as águas:
no lado esquerdo e
no direito → subtraio 1 de cada lado, ficando
no lado direito. Resultado final em meio básico:
Cheque rápido de cargas: esquerda
; direita
. Átomos também conferem (pode confiar no procedimento).