Faça o balanceamento das seguintes semi-reações:
(meio ácido)
Passo 1
O enunciado pede para balancear a reação redox em meio ácido
Informações relevantes dadas:
Objetivo: dividir em semi-reações de oxidação e redução, balancear cada uma (átomos e cargas), igualar elétrons e somar para obter a reação global balanceada.
Passo 2
Identificar quais espécies se oxidam e se reduzem por meio dos números de oxidação (vou mostrar como calcular).
- Para
: cada oxigênio costuma ter oxidação . São quatro oxigênios: soma . A carga total do íon é . Então o manganês tem oxidação tal que
Em
o Mn tem oxidação
. Logo
: o manganês é reduzido (ganha elétrons).
- Para
: atribuímos hidrogênio e oxigênio . Seja o oxidação do carbono:
Em
(ácido fórmico) há dois H (
cada) e dois O (
cada), então para o carbono
:
Logo
: o carbono é oxidado (perde elétrons). Conclusão: a oxidação é
e a redução é
.
Passo 3
Escrevemos as semi-reações incompletas (apenas espécies principais):
Agora vamos balancear cada semi-reação seguindo o procedimento padrão: (a) balancear átomos além de H e O; (b) balancear O com
; (c) balancear H com
(meio ácido); (d) balancear cargas com
.
Passo 4
Balancear a semi-reação de redução (Mn):
- Mn já balanceado (1 e 1).
- Oxigênios: à esquerda 4 (em
), à direita 0 → adicionamos moléculas de no lado que precisa de O (no produto):
- Hidrogênios: agora à direita temos
H, então adicionamos no outro lado (reagentes) para balancear H:
- Carga: lado esquerdo tem
; lado direito tem . Para igualar adicionamos elétrons no lado com maior carga positiva (esquerda maior): queremos que a soma das cargas à esquerda diminua em 5 para ficar +2, então adicionamos à esquerda ou, mais comumente, colocamos à esquerda? Repare: esquerda está +7, direita +2; para reduzir esquerda a +2 precisamos acrescentar 5 cargas negativas à esquerda, isto é, adicionar à esquerda. Entretanto no padrão de escrita de semi-reação de redução colocamos os elétrons no lado do reagente (esquerda). Assim a semi-reação balanceada fica:
(Verificação de cargas: esquerda
, direita
.)
Passo 5
Balancear a semi-reação de oxidação (C em metanol):
- C já balanceado (1 e 1).
- Oxigênios:
tem 1 O; tem 2 O → precisamos adicionar no lado que falta O (a esquerda) para ficar 2 oxigênios:
- Hidrogênios: à esquerda
tem 4 H e tem 2 H → total 6 H. À direita tem 2 H. Para balancear H em meio ácido acrescentamos ao lado que está com menos H (direita):
- Carga: esquerda neutra (0); direita tem
(pelos ). Como trata-se de oxidação (perda de elétrons), adicionamos elétrons ao lado com maior carga positiva (direita) para igualar cargas: adicionamos à direita para tornar a carga direita zero:
(Verificação: cargas 0 = 0.)
Passo 6
Agora temos as duas semi-reações balanceadas em átomos e cargas:
Redução:
Redução:
Oxidação:
Precisamos agora igualar o número de elétrons trocados para somar as semi-reações. A redução consome
e a oxidação produz
. O mínimo múltiplo comum é
elétrons.
Passo 7
Multiplicamos cada semi-reação para que ambas envolvam
:
- Multiplicar a semi-reação de redução por
:
- Multiplicar a semi-reação de oxidação por
:
Passo 8
Somamos as duas semi-reações (os
se cancelam). Escrevendo soma direta:
Cancelar
e simplificar espécies idênticas em ambos os lados:
- Elétrons: cancelam.
-
: à esquerda e à direita → sobra à esquerda. -
: à direita e à esquerda → sobra à direita.
Resultado final:
Passo 9
Verificação rápida (átomos e cargas):
- C:
à esquerda (5 ), à direita (5 ) OK. - Mn:
e OK. - O: esquerda
; direita OK. - H: esquerda
; direita OK. - Carga: esquerda
; direita . Tudo balanceado.