Determine os balanceamentos da reação abaixo, no respectivo meio, pelo método do número de oxidação ou pelo método das semi-reações:
(Meio Ácido)
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos uma reação química no meio ácido:
. Nossa missão é balancear essa equação usando o método do número de oxidação ou o das semi-reações. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre reações redox, onde ocorre transferência de elétrons entre as espécies químicas.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os números de oxidação de cada elemento na reação para entender quem está perdendo ou ganhando elétrons.
- Em
: - Oxigênio geralmente tem -2.
- Então, Ni + 2(-2) = -1 ⇒ Ni tem +3.
- Em
: - Oxigênio é -2, então N tem +2.
- Em
: - Ni está claramente com +2.
- Em
: - Oxigênio é -2, totalizando -6 para três oxigênios.
- Então, N + (-6) = -1 ⇒ N tem +5.
Passo 3
Agora, vamos ver as mudanças nos números de oxidação:
- Ni vai de +3 em
para +2 em . Isso significa que Ni está ganhando elétrons (reduzindo). - N vai de +2 em
para +5 em . Aqui, N está perdendo elétrons (oxidando).
Passo 4
Vamos separar a reação em duas semi-reações: uma para a oxidação e outra para a redução.
Oxidação (N está sendo oxidado):
Redução (Ni está sendo reduzido):
Passo 5
Agora, balanceamos cada semi-reação separadamente. Como estamos em meio ácido, usaremos
e
para balancear H e O.
Balanceando a oxidação:
- Balancear N: já está balanceado (1 N em ambos os lados).
- Balancear O: temos 1 O em
e 3 O em . Adicionamos 2 no lado dos reagentes:
- Balancear H: adicionamos 4
no lado dos produtos:
- Balancear carga adicionando elétrons. Lado esquerdo tem carga neutra, lado direito tem -1 (NO₃⁻) + 4(+1) = +3. Portanto, adicionamos 3 elétrons no lado direito:
Balanceando a redução:
- Balancear Ni: já está balanceado.
- Balancear O: temos 2 O em
. Adicionamos 2 no lado dos produtos:
- Balancear H: adicionamos 4
no lado dos reagentes:
- Balancear carga adicionando elétrons. Lado esquerdo tem -1 + 4(+1) = +3. Lado direito tem +2. Então, adicionamos 1 elétron no lado esquerdo:
Passo 6
Agora, precisamos igualar o número de elétrons nas duas semi-reações. A primeira semi-reação tem 3 elétrons e a segunda tem 1. Multiplicamos a segunda semi-reação por 3:
Oxidação:
Redução (multiplicada por 3):
Passo 7
Agora, somamos as duas semi-reações, cancelando os elétrons:
Simplificando, retiramos 2
do lado dos reagentes e 4
do lado dos produtos:
Resposta
A equação balanceada é: