Complete e balenceie as sequintes equações. Forneça
e
quando achar necessário:
Passo 1
Beleza, vamos lá! O problema que temos aqui é sobre balanceamento de equações redox em soluções aquosas. Precisamos balancear a reação entre íons de titânio (
) e ferro (
) formando dióxido de titânio (
) e íons de ferro (
). Para isso, vamos usar alguns conceitos de oxidação e redução, além de ajustar a equação com
e
quando necessário.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar quais elementos estão sendo oxidados e quais estão sendo reduzidos. Para isso, precisamos verificar os números de oxidação de cada elemento na reação.
-
: Titanium tem número de oxidação +3. -
: Ferro tem número de oxidação +3. -
: O oxigênio geralmente tem -2, então para : Então, Titanium está +5. -
: Ferro tem número de oxidação +2.
Então, o Titanium passa de +3 para +5 (oxidação) e o Ferro passa de +3 para +2 (redução).
Passo 3
Agora, vamos escrever as metades de reação para oxidação e redução.
Oxidação:
Aqui, Titanium está perdendo elétrons.
Redução:
Aqui, Ferro está ganhando elétrons.
Passo 4
Vamos balancear cada metade de reação individualmente, começando pela oxidação.
Oxidação:
Primeiro, balanceamos os átomos de Titanium, que já estão balanceados. Agora, balanceamos o oxigênio adicionando
:
Em seguida, balanceamos os hidrogênios adicionando
:
Por fim, balanceamos a carga adicionando elétrons:
Passo 5
Agora, vamos balancear a redução.
Redução:
Aqui, basta balancear os elétrons ganhos:
Passo 6
Precisamos igualar o número de elétrons nas duas metades de reação. Na oxidação, temos 2 elétrons sendo perdidos, e na redução, 1 elétron sendo ganho. Para igualar, multiplicamos a reação de redução por 2:
Passo 7
Agora, somamos as duas metades de reação:
Oxidação:
Redução:
Somando:
Passo 8
Por fim, vamos verificar se todos os elementos e cargas estão balanceados.
-
Elementos:
- Ti: 1 de cada lado
- Fe: 2 de cada lado
- O: 2 de
e 2 de ( ) - H: 4 de
e 4 de
-
Cargas:
- Esquerda:
- Direita:
- Esquerda:
Percebi que as cargas não estão balanceadas. Vamos revisar.
Na oxidação, a carga total da esquerda é
, e na direita
mais os elétrons. Parece que houve um erro. Vamos ajustar as cargas.
Passo 9
Corrigindo o balanceamento das cargas:
A reação balanceada correta é:
Agora, as cargas estão balanceadas:
- Esquerda:
- Direita:
Ainda não está balanceado. Parece que precisamos ajustar os coeficientes novamente. Vamos verificar o método.
Passo 10
Reavaliando o balanceamento, percebemos que na oxidação, Titanium vai de +3 para +5, perdendo 2 elétrons, e no total, precisamos igualar os elétrons transferidos.
A reação balanceada final é:
Resposta
A equação balanceada fica: