Faça o balanceamento das seguintes semi-reações:
(aq) (meio básico)
Passo 1
O enunciado dá a semi-reação
no meio básico. A tarefa é balancear essa semi-reação (ou seja, balancear massa e carga) obedecendo às condições do meio básico. Informações relevantes: o reagente é sólido
, o produto é o íon
em solução aquosa, e o meio é básico (podemos usar
,
e
conforme o método padrão, lembrando de converter para básico no final). Não há outras substâncias no enunciado.
Passo 2
Vamos entender quantos elétrons são trocados computando os estados de oxidação do cromo nos dois lados — isso nos dá uma ideia de quantos elétrons devem aparecer na semi-reação balanceada. Explico rápido como calcular:
- A regra básica: a soma dos estados de oxidação de todos os átomos numa espécie iguala a sua carga.
- Em
: cada grupo tem carga total (oxigênio , hidrogênio ), e a molécula é neutra. Então - Em
: cada oxigênio é , então . A carga total é , logo
Portanto o cromo vai de
para
, ou seja, perde 3 elétrons. Isso indica que a semi-reação de oxidação deve liberar
elétrons.
Passo 3
Agora aplicamos o procedimento padrão para balancear semi-reações em meio básico. Primeira etapa operacional: balancear os átomos diferentes de hidrogênio e oxigênio (aqui só o Cr) — já estão balanceados (1 crômio em cada lado). Então escrevemos a equação de partida (já com Cr balanceado):
Passo 4
Balancear oxigênios usando
. Contagem de oxigênios: à esquerda a espécie
tem
oxigênios; à direita
tem
. Para igualar, adicionamos uma molécula de água ao lado que tem menos oxigênio. Como o lado esquerdo tem menos, adicionamos
à esquerda:
Passo 5
Balancear hidrogênios. Conte os hidrogênios após o passo anterior: à esquerda
tem
H e
tem
H, total
H à esquerda; à direita não há H. O método padrão em meio ácido seria adicionar
à direita para balancear H. Fazemos isso temporariamente (vai ser convertido para básico depois):
Passo 6
Converter para meio básico. Para transformar os
em um equivalente em meio básico, adicionamos
a ambos os lados da equação (isso não altera a igualdade, só muda a forma):
No lado direito podemos combinar
com
para formar água:
Portanto a equação fica:
Passo 7
Simplificar água (cancelar moléculas iguais dos dois lados). À esquerda temos
, à direita
. Subtraindo
de ambos os lados resulta:
Passo 8
Balancear carga adicionando elétrons. Contagem de cargas:
- Lado esquerdo:
é neutro e dá carga total . - Lado direito:
tem carga e é neutra, então carga total .
Para igualar as cargas, precisamos deixar o lado direito tão negativo quanto o esquerdo. Colocando
elétrons (cada um com carga
) no lado direito tornamos a carga direita
, igual à do esquerdo. Colocamos, portanto,
no lado dos produtos:
Passo 9
Verificação final (massa e carga):
- Átomos: Cr:
. O: esquerda (em ) + (em ) = ; direita (em ) + (em ) = . H: esquerda (em ) + (em ) = ; direita (em ). Tudo confere. - Carga: esquerda
. Direita da mais dos elétrons totaliza . Também confere.
Explicação didática curta: o cromo perdeu 3 elétrons (de
para
), por isso aparecem
entre os produtos; usamos
para balancear oxigênios e
para ajustar hidrogênios em meio básico (passando por
temporariamente), procedimento padrão para semi-reações em básico.