Complete e balenceie as sequintes equações. Forneça H^+e H2 O quando achar necessário: Ti^3+ (aq)+Fe^3+ (aq)=TiO2 ^+ (aq)+Fe^2+ (aq)

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.
  • Ti + 2(-2) = +1 Rightarrow Ti = +5 : 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:
Ti^3+ TiO2^+
Aqui, Titanium está perdendo elétrons.
Redução:
Fe^3+ Fe^2+
Aqui, Ferro está ganhando elétrons.

Passo 4

Vamos balancear cada metade de reação individualmente, começando pela oxidação.
Oxidação:
Ti^3+ TiO2^+
Primeiro, balanceamos os átomos de Titanium, que já estão balanceados. Agora, balanceamos o oxigênio adicionando Ti^3+ TiO2^+ + 2H2O :
Ti^3+ + 4H^+ TiO2^+ + 2H2O
Em seguida, balanceamos os hidrogênios adicionando Ti^3+ + 4H^+ TiO2^+ + 2H2O + 2e^- :
Por fim, balanceamos a carga adicionando elétrons:

Passo 5

Agora, vamos balancear a redução.
Redução:
Fe^3+ Fe^2+
Aqui, basta balancear os elétrons ganhos:
Fe^3+ + e^- Fe^2+

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:
2Fe^3+ + 2e^- 2Fe^2+

Passo 7

Agora, somamos as duas metades de reação:
Oxidação:
Ti^3+ + 4H^+ TiO2^+ + 2H2O + 2e^-
Redução:
2Fe^3+ + 2e^- 2Fe^2+
Somando:
Ti^3+ + 4H^+ + 2Fe^3+ TiO2^+ + 2H2O + 2Fe^2+

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:
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:
Ti^3+ + 4H^+ + 2Fe^3+ TiO2^+ + 2Fe^2+ + 2H2O
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:
Ti^3+ + 4H^+ + Fe^3+ TiO2^+ + Fe^2+ + 2H2O

Resposta

A equação balanceada fica:
Ti^3+ + 4,H^+ + Fe^3+ TiO2^+ + Fe^2+ + 2,H2O

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