Faça o balanceamento das seguintes semi-reações:
(meio ácido)
Passo 1
O enunciado pede para balancear a semi-reação
no meio ácido. Informações dadas e o que precisamos entregar:
no meio ácido. Informações dadas e o que precisamos entregar:
- Espécies envolvidas:
e . - Meio: ácido (posso usar
e para balancear H e O). - Preciso fornecer a semi-reação balanceada incluindo prótons (
), água ( ) e elétrons ( ) onde for necessário, com equilíbrio de átomos e cargas.
Passo 2
Primeiro item: identificar variação de oxidação do titânio para saber quantos elétrons entram/saem.
- Na espécie
, o oxigênio tem normalmente oxidação . Como há dois oxigênios, a soma da carga dos oxigênios é . - A molécula é neutra, logo a carga do titânio deve compensar: seja
o estado de oxidação do Ti em .
- Na espécie
o estado de oxidação é claramente . - Portanto o titânio passa de
para : isso é uma redução de unidades, ou seja, cada átomo de Ti ganha elétrons. Conclusão: a semi-reação terá elétrons no lado dos reagentes (lado da redução).
Passo 3
Balancear os átomos que aparecem diretamente: titânio.
- Temos 1 átomo de Ti em cada lado (um em
e um em ), então o Ti já está balanceado.
Passo 4
Balancear oxigênios usando água (
), porque estamos em meio aquoso ácido.
- Lado esquerdo:
tem átomos de O. - Lado direito:
não tem O. - Para balancear O, adiciono
moléculas de água ao lado que carece de oxigênio (lado direito). Agora há O à direita vindos de .
Assim temos provisoriamente:
Passo 5
Balancear hidrogênios usando
(pois o meio é ácido).
- Direita agora tem
moléculas de , totalizando átomos de H. - Esquerda tem 0 H. Para equilibrar H, adiciono
ao lado esquerdo:
Passo 6
Balancear cargas adicionando elétrons.
- Calcular carga total de cada lado:
- Lado esquerdo:
é neutro ( ) e tem carga . Soma: . - Lado direito:
tem carga ; águas são neutras. Soma: .
- Lado esquerdo:
- Para igualar as cargas, adicionamos elétrons (
, cada um com carga ) ao lado mais positivo (esquerdo) até que as cargas fiquem iguais. Se eu colocar elétrons no lado esquerdo, a carga desse lado fica , igual à carga do lado direito. - Colocando os elétrons obtemos:
- Observação didática: elétrons aparecem do lado dos reagentes para semi-reações de redução, porque a espécie ganha elétrons. Aqui Ti de
vai para , então ganhamos elétrons — por isso os no lado esquerdo.
Passo 7
Verificação final (confirme que átomos e cargas estão balanceados).
- Átomos:
- Ti:
à esquerda, à direita. - O:
à esquerda (em ), à direita (em ). - H:
à esquerda ( ), à direita ( ).
- Ti:
- Cargas:
- Lado esquerdo:
. - Lado direito:
(de ).
- Lado esquerdo:
- Tudo confere. A semi-reação está balanceada em meio ácido.