Utilizando o número de oxidação balanceie cada uma das seguintes equações para as seguintes reações
Passo 1
O enunciado pede para balancear, usando o número de oxidação, a reação:
Informações dadas (lista dos reagentes e produtos, sem coeficientes conhecidos):
O que é pedido: encontrar coeficientes inteiros mínimos que tornem a equação balanceada (mesma quantidade de cada átomo em ambos os lados) usando o método por números de oxidação.
Passo 2
Entendendo números de oxidação (mini-aula):
- Número de oxidação (n.o.) é uma forma de contar elétrons atribuídos a cada átomo em uma molécula/íon ficticiamente. Serve para identificar oxidação e redução.
- Regras principais que usaremos:
- Um átomo em sua forma elementar tem n.o.
(ex.: , ). - Para um composto neutro, a soma dos números de oxidação de todos os átomos é
. - Hidrogênio ligado a não-metais costuma ter n.o.
. - Oxigênio (na maioria dos compostos comuns) tem n.o.
.
- Um átomo em sua forma elementar tem n.o.
- Exemplo rápido: em
, cada H é e O é porque .
Agora aplicamos isso a cada espécie da reação para encontrar os n.o.:
Para
: seja
o n.o. de
.
Logo
em
é
e
é
.
Para
: seja
o n.o. de
.
Logo
em
é
e cada H é
.
Para os produtos:
Passo 3
Identificar oxidação e redução (quem perde/ganha elétrons):
-
: de em para em . Isso significa que ganha elétrons → é reduzido. Cada átomo de Cu ganha elétrons (pois = ganho de ). -
: de em para em . Isso significa que perde elétrons → é oxidado. Cada átomo de N perde elétrons (pois = perda de ). -
e não mudam seus números de oxidação (ficam e , respectivamente), portanto são espectadores do ponto de vista de elétrons.
Passo 4
Balancear elétrons trocados (método dos números de oxidação):
- Cada
reduzido requer elétrons. - Cada
oxidado fornece elétrons. - Para que elétrons perdidos = elétrons ganhos precisamos de um múltiplo comum entre
e . Mínimo múltiplo comum é . - Para obter
elétrons: - precisamos de
átomos de , porque elétrons ganhos; - precisamos de
átomos de , porque elétrons perdidos.
- precisamos de
- Em termos de moléculas:
-
átomos de Cu vêm de moléculas de (cada contém 1 Cu). -
átomos de N vêm de moléculas de (cada contém 1 N), e esses N juntos formam molécula de .
-
- Então colocamos coeficientes parciais:
Passo 5
Balancear H e O restantes (contagem de átomos):
- Contagem de oxigênios:
- Lado esquerdo:
átomos de O vindos de . - Lado direito: apenas
contém O, cada molécula tem átomo de O; se houver moléculas, há átomos de O. - Portanto
.
- Lado esquerdo:
- Contagem de hidrogênios:
- Lado esquerdo:
moléculas de têm átomos de H. - Lado direito:
moléculas de têm átomos de H; com temos , compatível.
- Lado esquerdo:
- Verificação completa dos átomos com os coeficientes propostos:
- Cu:
em reagentes ( ) e em produtos ( ) → OK. - N:
em reagentes ( ) e em produtos ( ) → OK. - O:
em reagentes e em produtos ( ) → OK. - H:
em reagentes e em produtos → OK.
- Cu:
Passo 6
Confirmação final e observações:
- Coeficientes obtidos são inteiros mínimos e satisfazem conservação de massa e troca de elétrons do processo redox.
- A reação balanceada final (com menores coeficientes inteiros) é:
- Dica prática para prova: siga rigorosamente os passos — atribuir n.o., identificar mudanças, calcular elétrons por átomo, achar m.m.c. para igualar elétrons, ajustar coeficientes e por fim balancear H e O. Isso evita errar por esquecimento.