Balanceie as seguintes equações simplificadas, usando as meias-reações de oxidação e redução. Todas as reações ocorrem em solução ácida. Identifique o agente oxidante e o agente redutor em cada reação.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você quer balancear a equação química usando as meias-reações de oxidação e redução, tudo em meio ácido. O que isso significa é que vamos dividir a reação em duas partes: uma onde algo perde elétrons (oxidação) e outra onde algo ganha elétrons (redução). Para isso, precisamos identificar os reagentes e produtos, além de entender como cada elemento está mudando de estado de oxidação.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar quais elementos estão sendo oxidados e reduzidos. Olhando para a equação:
O zinco (
) passa de
(estado de oxidação 0) para
(estado de oxidação +2). Isso significa que o zinco está perdendo elétrons, ou seja, está sendo oxidado.
Já o antimônio (
) vai de
para
. Vamos ver como o estado de oxidação muda:
-
Em
, o oxigênio geralmente tem -2, e o hidrogênio +1. Fazendo as contas: Então,está em +5. -
Em
, o hidrogênio é +1, então: Assim,passou de +5 para -3, ganhando elétrons, ou seja, sendo reduzido.
Passo 3
Agora, vamos escrever as meias-reações de oxidação e redução separadamente.
Oxidação (Perda de elétrons pelo Zn):
Aqui, o zinco sólido perde 2 elétrons para formar íons zinco.
Redução (Ganho de elétrons pelo Sb):
Nessa meia-reação, o
ganha 8 elétrons e é necessário adicionar prótons (
) e água para balancear hidrogênio e oxigênio, já que estamos em meio ácido.
Passo 4
Agora, precisamos equilibrar o número de elétrons nas duas meias-reações para que se cancelem. Vemos que a oxidação libera 2 elétrons e a redução consome 8 elétrons. Para equilibrar, multiplicamos a meia-reação de oxidação por 4:
Oxidação ajustada:
Redução:
Agora, temos 8 elétrons em ambas as meias-reações.
Passo 5
Vamos somar as duas meias-reações para obter a reação balanceada:
Verificamos que todos os átomos e cargas estão balanceados:
- Zinco: 4 à esquerda e 4 à direita.
- Antimônio: 1 à esquerda e 1 à direita.
- Hidrogênio: 3 + 8 = 11 à esquerda; 3 + 8 = 11 à direita.
- Oxigênio: 4 à esquerda e 4 à direita.
- Carga: À esquerda temos
dos e o zinco neutro, totalizando +8. À direita, do , totalizando +8. Semelhante para as cargas.
Resposta
A equação balanceada é:
Agente oxidante:
(pois ele causa a oxidação do Zn).
Agente redutor:
(pois ele causa a redução do
).
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agente oxidante e o agente redutor em cada reação.