Balanceie a equação a seguir em meio ácido, usando o método das semireações:
- Identifique o NOX de todos os elementos antes e depois da reação.
- Balanceie a equação, levando em consideração a conservação da massa e da carga.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de balancear a equação química em meio ácido usando o método das semireações. O que a gente precisa aqui é identificar os números de oxidação (NOX) de todos os elementos antes e depois da reação, e depois balancear a equação garantindo que tanto a massa quanto a carga estejam conservadas. Vamos lá!
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os números de oxidação (NOX) de cada elemento nos reagentes e nos produtos.
Nos reagentes:
-
Na permanganato de potássio (
): - O oxigênio geralmente tem NOX = -2.
- Como há 4 oxigênios, total dos oxigênios =
. - A carga total do íon é -1, então o NOX do manganês (
) deve ser +7 para equilibrar: .
-
No íon ferro (
): - O ferro tem NOX = +2.
Nos produtos:
-
No íon
: - O manganês tem NOX = +2.
-
No íon
: - O ferro tem NOX = +3.
Passo 3
Agora que sabemos os números de oxidação, vamos identificar quais elementos estão sendo oxidados e reduzidos.
-
Manganês (
): passa de +7 no para +2 no . Isso é uma redução, pois o número de oxidação diminuiu. -
Ferro (
): passa de +2 no para +3 no . Isso é uma oxidação, pois o número de oxidação aumentou.
Passo 4
Vamos separar a reação em duas semireações: uma para a redução do manganês e outra para a oxidação do ferro.
Semireação de redução (Mn):
Semireação de oxidação (Fe):
Passo 5
Agora, vamos balancear cada semireação individualmente. Como estamos em meio ácido, vamos usar
e
para balancear os hidrogênios e oxigênios.
Balanceando a semireação de redução:
- Balancear o manganês:
- Balancear os oxigênios adicionando
:
- Balancear os hidrogênios adicionando
:
- Balancear as cargas adicionando elétrons (
):
Balanceando a semireação de oxidação:
Passo 6
Agora, vamos igualar o número de elétrons nas duas semireações para que eles se cancelem. Na semireação de redução, temos 5 elétrons, e na de oxidação, temos 1 elétron. Então, multiplicamos a semireação de oxidação por 5:
Semireação de oxidação multiplicada por 5:
Passo 7
Agora, somamos as duas semireações:
Os elétrons se cancelam:
Resposta
A equação balanceada em meio ácido é: