Faça o balanceamento a seguir, mostrando os NOX e as espécies oxidantes e redutoras das reações químicas abaixo:
Fe+HNO3 Fe(NO3)3+NH4 NO2+H2 O

Passo 1

Então o exercício pede pra gente balancear a reação
Fe + HNO3 Fe(NO3)3 + NH4NO2 + H2O
e ainda identificar os números de oxidação (NOX) e quem é agente oxidante e quem é agente redutor.
Conteúdo: reações de oxirredução em meio ácido e método das semi‐reações. Vamos precisar:
1) atribuir NOX;
2) separar em semi‐reações de oxidação e redução;
3) balancear átomos e cargas;
4) montar a equação completa.

Passo 2

Atribuindo NOX a cada elemento:
  • Fe: no reagente é 0; em Fe^3+ (no complexo) é +3 → Fe se oxida.
  • Em HNO3: H = +1, N = +5, O = –2.
  • Em NH4NO2: o íon NH4^+ tem N = –3; o íon NO2^- tem N = +3.
  • Em H2O: H = +1, O = –2.
    Logo:
    • Fe⁰ → Fe³⁺ + 3 e⁻ (oxidação)
    • N em +5 → +3 (nitrito) ou –3 (amônio) (redução)
    Agente redutor: Fe (doa elétrons)
    Agente oxidante: HNO3 (aceita elétrons)

Passo 3

Escrevendo as semi‐reações em meio ácido:
  1. Oxidação do ferro
Fe Fe^3+ + 3,e^-
  1. Redução de NO3^- a NO2^-
NO3^- + 2,H^+ + 2,e^- ;longrightarrow; NO2^- + H2O
  1. Redução de NO3^- a NH4^+
NO3^- + 10,H^+ + 8,e^- ;longrightarrow; NH4^+ + 3,H2O

Passo 4

Igualando elétrons:
  • A oxidação gera 3 e⁻; as reduções consomem 2 e⁻ e 8 e⁻.
  • Se chamarmos de x a 1.ª redução e y a 2.ª, precisamos de 3z = 2x + 8y
    (onde z é o coeficiente da semi‐reação do Fe).
    - Para simplificar, escolhemos x=y, daí 3z=10yimplies z=tfrac10y3. Pegamos y=3implies x=3implies z=10.
Multiplicando:
  • 10 × (Fe → Fe³⁺ + 3e⁻)
  • 3 × (NO₃⁻+2H⁺+2e⁻→NO₂⁻+H₂O)
  • 3 × (NO₃⁻+10H⁺+8e⁻→NH₄⁺+3H₂O)

Passo 5

Somando as semi‐reações (os 30 e⁻ se cancelam):
10 Fe
  • 36 H⁺
  • 6 NO₃⁻

    10 Fe³⁺
  • 3 NO₂⁻
  • 3 NH₄⁺
  • 12 H₂O

Passo 6

Volta pro molecular: H⁺ e NO₃⁻ vêm de HNO3 (cada 1 mol de HNO₃ dá 1 H⁺ e 1 NO₃⁻).
  • Precisamos de 36 H⁺ e 6 NO₃⁻ livres → 36 HNO₃.
  • Mas o Fe³⁺ precisa de mais 30 NO₃⁻ para virar Fe(NO3)3 → soma 36 NO₃⁻.
  • Os íons NH4^+ e NO2^- formam NH4NO2.
Fica então:
10,Fe + 36,HNO3 ;longrightarrow; 10,Fe(NO3)3 + 3,NH4NO2 + 12,H2O

Resposta

Equação balanceada:
boxed10,Fe + 36,HNO3 ;longrightarrow; 10,Fe(NO3)3 + 3,NH4NO2 + 12,H2O
NOX principais:
- Fe: 0 → +3 (oxidação)
- N em HNO₃: +5 → +3 (NO₂⁻) e → –3 (NH₄⁺) (redução)
Agente redutor: Fe; agente oxidante: HNO₃.

Exercícios relacionados