Em 1856, Berthelot preparou metano segundo a reação representada pela equação abaixo, não balanceada:
a) Acerte os coeficientes estequiométricos pelo método da oxirredução.
a) Acerte os coeficientes estequiométricos pelo método da oxirredução.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma reação química que envolve dissulfeto de carbono (
), sulfeto de hidrogênio (
) e cobre (Cu) reagindo para formar sulfeto de cobre (
) e metano (
). Nosso objetivo aqui é balancear essa equação usando o método de oxirredução. Para isso, vamos precisar entender como identificar as mudanças de oxidação e redução nos reagentes e produtos.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os estados de oxidação de cada elemento nos reagentes e produtos. Isso nos ajuda a ver quem está perdendo ou ganhando elétrons, ou seja, quem está sendo oxidado ou reduzido.
-
Em
: - Carbono ©: geralmente tem -4 em compostos como
e . - Enxofre (S): como há dois enxofres e o CS₂ é neutro, cada enxofre tem +2.
- Carbono ©: geralmente tem -4 em compostos como
-
Em
: - Hidrogênio (H): +1
- Enxofre (S): -2
-
Em Cu (cobre elementar):
- Cobre (Cu): 0
-
Em
: - Cobre (Cu): +1 (cada)
- Enxofre (S): -2
-
Em
: - Carbono ©: -4
- Hidrogênio (H): +1
Passo 3
Agora que sabemos os estados de oxidação, vamos ver o que está mudando:
-
O cobre (Cu) vai de 0 em Cu para +1 em
. Isso significa que o cobre está perdendo elétrons, ou seja, sendo oxidado. -
O enxofre no
vai de +2 para -2 em . Isso quer dizer que o enxofre está ganhando elétrons, portanto sendo reduzido.
Passo 4
Vamos separar a reação em duas semi-reações: uma de oxidação e outra de redução.
Semi-reação de Oxidação (Cobre):
Cada átomo de cobre perde 1 elétron.
Semi-reação de Redução (Enxofre):
Cada átomo de enxofre ganha 4 elétrons (porque vai de +2 para -2).
Passo 5
Agora, precisamos igualar o número de elétrons perdidos na oxidação com os ganhos na redução.
- Na oxidação, cada Cu perde 1 elétron.
- Na redução, cada S ganha 4 elétrons.
Para igualar, multiplicamos a semi-reação de oxidação por 4:
E a semi-reação de redução permanece:
Passo 6
Agora, somamos as duas semi-reações:
Os elétrons se cancelam, pois foram transferidos.
Passo 7
Voltando à equação original, vamos balancear os outros elementos agora. Observamos que temos carbono e hidrogênio que ainda não estão balanceados.
A equação parcial está assim:
Passo 8
Contando os átomos de cada elemento:
- C: 1 no
e 1 no - S: 2 no
, 1 no e 2 em - H: 2 no
e 4 no - Cu: 4 no início e 4 em
Parece que está quase balanceado, mas precisamos ajustar o enxofre e hidrogênio.
Passo 9
Vamos ajustar o número de
. Se colocarmos 2 moléculas de
, teremos 4 átomos de hidrogênio, igualando com o 4 no
, e também balanceamos o enxofre.
Passo 10
A equação balanceada fica assim:
Resposta
A equação balanceada é: