A seguinte reação tem
de
e uma constante de equilíbrio
de
a 298 K :
Quantos elétrons são transferidos nesta reação?
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede.
- A reação global fornecida é
- Também foram dadas
e a , mas a pergunta específica é:
Pergunta: Quantos elétrons são transferidos nesta reação?
Passo 2
Estratégia e conceito rápido (sem complicar): para saber quantos elétrons são transferidos numa reação redox global, o caminho mais direto é escrever as meias-reações de oxidação e redução ou usar números de oxidação para ver quantos elétrons cada átomo perde/ganha e multiplicar pelo número de átomos envolvidos. Vou usar ambos para ficar bem didático.
Conceitos usados:
- Oxidação: perda de elétrons. Ex.:
. - Redução: ganho de elétrons. Ex.:
. - Os elétrons que saem na oxidação devem ser os mesmos que entram na redução (eles se cancelam na equação global). O número total de elétrons transferidos é esse valor comum.
Passo 3
Encontrar as variações de número de oxidação dos elementos relevantes.
-
Para
: - Estado elementar
tem número de oxidação . -
tem número de oxidação . - Portanto cada átomo de
perde elétrons:
- Estado elementar
-
Para
nas espécies fornecidas: - Em
: cada oxigênio é , quatro oxigênios dão ; o íon tem carga , logo o manganês tem número de oxidação (pois ). - Em
o manganês tem número de oxidação . - Portanto cada átomo de
ganha elétrons:
(Aqui só interessa a mudança de elétrons:.) - Em
Passo 4
Igualar elétrons entre oxidação e redução com as estequiometrias dadas.
- Cada
fornece elétrons. No lado dos reagentes há átomos de , então elétrons fornecidos por oxidação:
- Cada átomo de
(na forma ) consome elétrons. Na equação aparecem unidades de , então elétrons consumidos na redução:
- Como os dois valores coincidem, os elétrons se cancelam na soma das meias-reações e o número total de elétrons transferidos no processo global é aquele valor comum.
Passo 5
Resumo curto e motivador: foi só listar quantos elétrons cada espécie perde/ganha (usando números de oxidação), multiplicar pelo coeficiente estequiométrico apropriado e verificar que a equação já está balanceada em elétrons com
elétrons sendo trocados entre oxidação e redução. Tá tudo coerente com a equação global dada.