Faça o balanceamento das seguintes semi-reações:
\mathrm{H}_{2} \mathrm{SO}_{3}{ }_{(\mathrm{aq})} \rightarrow \mathrm{SO}_{4}{ }^{2-} (aq) (meio ácido)

Passo 1

O enunciado pede para balancear a semi-reação
\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_3\; \longrightarrow\; \mathrm{SO}_4^{2-}
no meio ácido. Informações dadas: o reagente é \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_3 (aq), o produto é \mathrm{SO}_4^{2-} (aq) e o meio é ácido (posso usar \mathrm{H}_2\mathrm{O} e \mathrm{H}^+ para balancear oxigênios e hidrogênios).

Passo 2

Primeiro vamos identificar se o enxofre é oxidado ou reduzido — isso indica se os elétrons aparecem nos produtos ou reagentes. Para isso calculamos os números de oxidação do enxofre:
\text{Para }\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_3:\; 2\cdot(+1)+\text{S}+3\cdot(-2)=0 \Rightarrow \text{S}=+4.
\text{Para }\mathrm{SO}_4^{2-}:\; \text{S}+4\cdot(-2)=-2 \Rightarrow \text{S}=+6.
O enxofre vai de +4 para +6: houve perda de 2 elétrons, portanto é uma oxidação e teremos 2 elétrons no lado dos produtos.

Passo 3

Escrevemos a semi-reação inicial (esqueleto) e verificamos elementos que não sejam H e O (aqui o enxofre já está balanceado):
\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_3 \longrightarrow \mathrm{SO}_4^{2-}.
Agora balanceamos oxigênios. À esquerda há 3 oxigênios; à direita 4. Precisamos de mais um oxigênio à esquerda, então acrescentamos uma molécula de água à esquerda:
\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_3 + \mathrm{H}_2\mathrm{O} \longrightarrow \mathrm{SO}_4^{2-}.

Passo 4

Balanceamos agora os hidrogênios. À esquerda temos 2 H em \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_3 mais 2 H em \mathrm{H}_2\mathrm{O}, total 4 H à esquerda. Como estamos no meio ácido, balanceamos H adicionando \mathrm{H}^+ ao lado que carece de H — aqui o lado direito não tem H, então colocamos 4\mathrm{H}^+ à direita:
\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_3 + \mathrm{H}_2\mathrm{O} \longrightarrow \mathrm{SO}_4^{2-} + 4\mathrm{H}^+.

Passo 5

Agora balanceamos a carga elétrica adicionando elétrons. Calculamos a carga de cada lado:
  • Lado esquerdo: substâncias neutras → carga total 0.
  • Lado direito: \mathrm{SO}_4^{2-} tem carga -2, 4\mathrm{H}^+ tem carga +4; soma -2+4=+2.
Para igualar as cargas, precisamos de 2 cargas negativas adicionais no lado direito (ou seja, somar -2); isso se faz adicionando 2\mathrm{e}^- ao lado direito. Colocar elétrons no produto está coerente com o fato de termos uma oxidação (elétrons saem do reagente):
\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_3 + \mathrm{H}_2\mathrm{O} \longrightarrow \mathrm{SO}_4^{2-} + 4\mathrm{H}^+ + 2\mathrm{e}^-.

Passo 6

Verificação final (átomos e cargas):
  • Enxofre: 1 à esquerda, 1 à direita — OK.
  • Oxigênio: à esquerda 3+1=4, à direita 4 — OK.
  • Hidrogênio: à esquerda 2+2=4, à direita 4 (nos 4\mathrm{H}^+) — OK.
  • Carga: esquerda 0; direita -2 + 4 + (-2) = 0 — OK.
Tudo está balanceado.

Resposta

\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_3 + \mathrm{H}_2\mathrm{O} \longrightarrow \mathrm{SO}_4^{2-} + 4\mathrm{H}^+ + 2\mathrm{e}^-

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