Faça o balanceamento das seguintes semi-reações:
(meio ácido)
Passo 1
O enunciado pede para balancear a reação redox dada em meio ácido. As informações fornecidas no enunciado (peguei exatamente do enunciado) são:
(sólido) como reagente,
uma espécie escrita como (aq) — aqui vou interpretar essa fórmula, por coerência com reações comuns, como o íon hipoclorito
(aq),
e os produtos (aq) e
(aq).
O enunciado também diz explicitamente que o meio é ácido.
As perguntas que temos de responder são:
uma espécie escrita como
e os produtos
O enunciado também diz explicitamente que o meio é ácido.
As perguntas que temos de responder são:
- Balancear a transformação global entre
, e os produtos e em meio ácido.
Passo 2
Método escolhido (explicação curta e por que é adequado): vou usar o método das semi‑reações (meio ácido). Esse método é o padrão para balancear reações redox em solução aquosa quando aparecem íons e prótons. A ideia básica é:
- separar a oxidação e a redução em duas semi‑reações;
- balancear todos os átomos exceto
e ; - balancear
adicionando ; - balancear
adicionando (porque o meio é ácido); - balancear carga adicionando elétrons
; - igualar o número de elétrons trocados multiplicando as semi‑reações;
- somar e simplificar.
Vou aplicar cada passo de forma bem explicada e mostrando contas.
Passo 3
Escrever e começar a balancear a semi‑reação de oxidação envolvendo o iodo:
semi‑reação (não balanceada ainda):
semi‑reação (não balanceada ainda):
Passo inicial para átomos (balancear todos exceto
e
): à esquerda temos 2 átomos de I (em
), então colocamos 2 unidades de
no produto para ter 2 átomos de I:
Agora contamos oxigênios no lado direito: cada
tem 3 O, então
átomos de O no lado direito. Para balancear O em meio ácido, adicionamos
ao lado que tem menos O (aqui o lado esquerdo):
adicionamos ao lado esquerdo:
adicionamos
Agora balanceamos H: há
átomos de H no lado esquerdo (dos
), então adicionamos
ao lado direito:
Por fim balanceamos carga com elétrons. Calculemos as cargas de cada lado:
- carga no lado esquerdo:
(tudo neutro), - carga no lado direito:
.
Para igualar as cargas devemos adicionarelétrons ao lado direito (cada elétron tem carga ), diminuindo a carga do lado direito em . Assim a semi‑reação oxidativa balanceada fica:
(Observação interpretativa: elétrons no lado direito indicam perda de elétrons — ou seja, oxidação — o que faz sentido: o iodo elementar passa a um estado de oxidação positivo nos
.)
Passo 4
Agora a semi‑reação de redução envolvendo o hipoclorito passando a cloreto:
semi‑reação inicial:
semi‑reação inicial:
Balanceamos átomos exceto
e
: o cloro já está balanceado (um Cl de cada lado). Agora balanceamos oxigênio: há 1 átomo de O no lado esquerdo (em
) e 0 no direito, então adicionamos
ao lado que tem menos O (aqui o produto/direito):
Agora balanceamos hidrogênios: há
H no
do lado direito, então adicionamos
ao lado esquerdo:
Balanceamos carga com elétrons: calculemos cargas dos lados:
- carga no lado esquerdo:
, - carga no lado direito:
.
A diferença é(esquerda) versus (direita); a forma de igualar é adicionar elétrons ao lado esquerdo (cada elétron tem carga ), ficando:
lado esquerdo:, que iguala a carga do lado direito .
Assim a semi‑reação redutora balanceada é:
(Elétrons do lado esquerdo indicam ganho de elétrons — redução — coerente com a transformação
.)
Passo 5
Igualar o número de elétrons entre as duas semi‑reações para que possam ser somadas. A semi‑reação de oxidação libera
e a de redução consome
. Multiplicamos a semi‑reação de redução por
para que ela consuma
:
multiplicando:
multiplicando:
fica
Passo 6
Somar as duas semi‑reações (a de oxidação e a de redução multiplicada) e cancelar termos idênticos em ambos os lados. Reescrevendo as duas:
oxidação:
redução (multiplicada por 5):
Somando membro a membro (lado esquerdo total -> lado direito total):
esquerda total:
esquerda total:
direita total:
Agora cancelamos termos iguais em ambos os lados:
-
cancela com . - Podemos subtrair
de ambos os lados (há à esquerda e à direita), sobrando no lado esquerdo. - Podemos subtrair
de ambos os lados (há à direita e à esquerda), sobrando no lado direito.
Após cancelar temos:
lado esquerdo:
lado esquerdo:
lado direito:
Portanto a reação líquida (balanceada) em meio ácido é:
Passo 7
Verificação final (contagem de átomos e carga) para confirmar:
- I: esquerda
(em ), direita (em ) → OK. - O: esquerda
, direita → OK. - H: esquerda
(em ), direita (em ) → OK. - Cl: esquerda
(em ), direita (em ) → OK. - Carga: esquerda
(os outros são neutros), direita → cargas iguais → OK.
Tudo confere: átomos e cargas estão balanceados.