Faça o balanceamento das seguintes semi-reações:
(meio ácido)
Passo 1
O enunciado pede para balancear a reação (meio ácido)
Informações relevantes fornecidas:
- Reagentes:
(sólido) e (aq). - Produtos:
(aq), (sólido) e (aq). - Meio: ácido (posso usar
e para balancear O e H). - O objetivo é obter a equação balanceada (átomos e cargas).
Passo 2
Identificar variações de oxidação (para saber quem oxida e quem reduz). Vou calcular estados de oxidação:
- Em
: cada enxofre costuma ficar em . Então para a molécula neutra
Logo
está em
e
em
.
- Em
: cada O é , então
As não muda de
.
- Em
: - Em
(molécula neutra):
Conclusões:
-
é oxidação (libera elétrons). -
é redução (consome elétrons). -
permanece em , mas precisa-se balancear O e H quando passa de para .
Passo 3
Escrevo as semi-reações fundamentais separadas, em meio ácido, e vou balanceá-las.
Primeiro, a semi-reação de oxidação relacionada ao composto de partida contendo S. Em vez de trabalhar com íons livres
(que representam a parte sulfeto), é mais direto balancear a transformação inteira que envolve o arseneto: a conversão de
em
e enxofre elementar. Começo pela equação sem balancear oxigênio e hidrogênio:
Átomos de As e S já estão balanceados (2 As, 5 S), mas faltam oxigênios e hidrogênios.
Passo 4
Balanceio de O e H na semi-reação de
:
- O lado direito tem
átomos de O (nos ). Então adiciono moléculas de água ao lado que precisa de O (lado esquerdo):
- Agora H: lado esquerdo tem
H, o direito tem 0, então adiciono ao lado direito:
- Verifico cargas: lado esquerdo é neutro; lado direito tem carga
Para igualar a carga, adiciono ao lado direito (porque a direita está mais positiva):
Esta é a semi-reação de oxidação completa (note que libera
elétrons, compatível com a oxidação de 5 átomos de S de
para
— cada S libera 2 e^-).
Passo 5
Agora a semi-reação de redução:
em meio ácido.
- Começo com a fórmula básica:
- Balanceio de O: lado esquerdo tem 3 O, o direito tem 2 O; então adiciono
molécula de água ao lado direito para levar o total de O a 3 no direito:
- Balanceio de H: agora o lado direito tem
H (em ), então adiciono ao lado esquerdo:
- Balanceio de carga: carga no lado esquerdo é
; lado direito é 0. Para igualar, adiciono ao lado esquerdo (redução recebe elétron):
Verificação rápida: átomos e carga balanceados. Esta semi-reação consome
elétron por
.
Passo 6
Igualar os elétrons entre as duas semi-reações:
- A semi-oxidação envolve
(veja passo 4). - A semi-redução consome
(passo 5).
Multiplico a semi-redução por
para consumir as
:
Passo 7
Somar as duas semi-reações (eletrões se cancelam):
Semi-oxidação:
Semi-redução (multiplicada por 10):
Somando membro a membro e cancelando
:
Lado esquerdo total: .
Lado direito total:
Lado esquerdo total:
Lado direito total:
Agora simplifico
e
:
-
(esq) e (dir) -> sobra no lado esquerdo. -
(esq) e (dir) -> sobra no lado direito.
Resultado final combinado:
Passo 8
Verificação final (átomos e carga):
- As:
(esq) e (dir). - S:
e . - N:
e . - O: esq
; dir . - H: esq
; dir . - Carga: esq
. dir . Igual.
Tudo confere: átomos e cargas balanceados.