Faça o balanceamento das seguintes semi-reações:
(meio ácido)
Passo 1
O enunciado pede para balancear a semi-reação (meio ácido)
Informações relevantes que retiramos do enunciado:
Para balancear corretamente precisamos conhecer as cargas das espécies: vamos considerar a forma iônica usual
A pergunta é: obter a semi-reação balanceada por átomos e cargas em meio ácido.
Passo 2
Vou usar o método padrão para balancear semi-reações em meio ácido. Resumo do método (passos que vou aplicar, explicados de forma simples):
- Balancear todos os átomos exceto o hidrogênio e o oxigênio.
- Balancear o oxigênio adicionando moléculas de água
. - Balancear o hidrogênio adicionando íons
. - Balancear a carga adicionando elétrons
no lado mais positivo. - Conferir que átomos e cargas estão balanceados.
Vou aplicar esse procedimento passo a passo na semi-reação dada.
Passo 3
Primeiro verificamos os átomos de cloro: há um átomo de cloro de cada lado, então o cloro já está balanceado (1 → 1).
Agora é útil calcular a variação do número de oxidação do cloro para saber quantos elétrons devem entrar/saír: para tomamos
= oxidação do Cl e sabemos que oxigênio tem
:
Agora é útil calcular a variação do número de oxidação do cloro para saber quantos elétrons devem entrar/saír: para
No
, o cloro tem oxidação
. Então a mudança de oxidação é de
para
, ou seja o cloro ganhou
elétrons. Isso confirma que a semi-reação de redução envolve
elétrons.
Passo 4
Balancear o oxigênio. À esquerda temos
oxigênios (em
); à direita, inicialmente, nenhum. Para balancear O adicionamos água no lado que falta oxigênio. Colocamos
moléculas de água no lado direito:
Agora os oxigênios estão balanceados (3 de cada lado).
Passo 5
Balancear o hidrogênio. No lado direito há
águas, totalizando
hidrogênios. Para balancear adicionamos
íons
no lado oposto (lado esquerdo):
Agora átomos de H e O estão balanceados.
Passo 6
Balancear a carga adicionando elétrons. Vamos calcular a carga total de cada lado antes de acrescentar elétrons:
Carga do lado esquerdo:
Carga do lado direito:
Para igualar as cargas, precisamos tornar o lado esquerdo tão negativo quanto o direito. A diferença é
(esquerda) versus
(direita), ou seja diferença total de
unidades de carga. Então adicionamos
elétrons
ao lado que está mais positivo (lado esquerdo). Assim:
Agora calcule a carga do lado esquerdo:
, que coincide com a carga do lado direito
. Cargas balanceadas.
Passo 7
Conferência final de átomos e cargas:
- Cl:
à esquerda, à direita. - O:
à esquerda, (em ) à direita. - H:
à esquerda (em ), à direita (em ). - Carga total:
em ambos os lados.
Além disso, oselétrons adicionados correspondem exatamente à mudança de oxidação do cloro ( para = ganho de elétrons), então tudo está consistente.