Faça o balanceamento a seguir, mostrando os NOX e as espécies oxidantes e redutoras das reações químicas abaixo:
Passo 1
Beleza, a questão pede para a gente balancear essa reação redox em meio ácido:
O conteúdo é balanceamento por meio de semirreação (half-reactions) em meio ácido. Vamos precisar de:
1) atribuir números de oxidação (NOX) para identificar o que é reduzido e oxidado;
2) escrever as semirreações de redução e oxidação;
3) balancear O, H e cargas com H₂O, H⁺ e elétrons;
4) igualar elétrons, somar semirreações e depois recompor os íons K⁺ e PO₄³⁻ para chegar nos compostos finais.
Passo 2
Primeiro, vamos aos NOX e ver quem é agente oxidante e quem é redutor:
- Em
: , , logo . - Em
: , então . - Em
: (igual ao H₃PO₄), , logo . - Em
elementar: .
Mudanças de NOX:
-
(ganha elétrons ⇒ redução) -
(perde elétrons ⇒ oxidação)
Logo, agente oxidante =
e agente redutor =
.
Passo 3
Escrevendo as semirreações em meio ácido:
Redução (cromo):
1) Balanceia O com H₂O:
- Balanceia H com H⁺: adiciona 14 H⁺ no lado dos reagentes:
3) Balanceia carga com elétrons: à esquerda temos
Oxidação (enxofre):
Aqui já balanceamos H e cargas naturalmente.
Passo 4
Igualar elétrons: a redução usa 6 e⁻, a oxidação produz 2 e⁻. Multiplica a oxidação por 3:
Passo 5
Soma das semirreações (elétrons se cancelam):
Cancela 6 e⁻ e simplifica H⁺ (14 à esquerda / 6 à direita = sobra 8 H⁺ à esquerda):
$$\mathrm{Cr}{2}\mathrm{O}{7}^{2-} + 3,\mathrm{H}_{2}\mathrm{S} + 8,\mathrm{H}^{+}
;\to; 2,\mathrm{Cr}^{3+} + 7,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} + 3,S$$
Passo 6
Agora volta para compostos:
- cada
traz 2 K⁺; - cada
libera 3 H⁺ e 1 PO_{4}^{3-}; - do lado dos produtos,
se combina com para formar e com para formar .
Balanceando K, P, H₂O e S globalmente, achamos os menores inteiros:
- 3 unidades de
- 9 de
- 8 de
dão - 2 de
- 6 de
- 9 de
- 21 de
Resposta
Reação balanceada completa:
Agente oxidante:
(reduz-se de Cr⁶⁺ a Cr³⁺)
Agente redutor: (oxida-se de S²⁻ a S⁰)
Agente redutor: