As equações químicas completas abaixo representam reações de oxirredução. Faça o balanceamento dessas equações usando o método de oxirredução. Indique o elemento que sofre oxidação, o elemento que sofre redução, o agente oxidante e o agente redutor.
(b)
(b)
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma equação química de uma reação de oxirredução e precisamos balanceá-la usando o método de oxirredução. Além disso, precisamos identificar qual elemento está sendo oxidado, qual está sendo reduzido, e também quais são os agentes oxidante e redutor na reação.
Conteúdo da matéria: Reações de oxirredução (ou redox), atribuição de estados de oxidação, balanceamento de equações químicas por esse método.
O que vamos precisar: Saber atribuir estados de oxidação, identificar processos de oxidação e redução, escrever as semi-reações, balancear massa e carga, e combinar as semi-reações balanceadas.
Passo 2
Primeiro, vamos atribuir estados de oxidação a todos os elementos na reação. Isso vai nos ajudar a identificar quem está perdendo elétrons (oxidação) e quem está ganhando elétrons (redução).
Vamos analisar cada composto na reação:
-
: - Oxigênio geralmente tem estado de -2.
- Há 2 oxigênios: total de -4.
- O composto é neutro, então o manganês (Mn) tem estado de +4.
-
: - Sódio (Na) tem estado de +1, há 2 átomos: total +2.
- Carbono © no carbonato (
) geralmente tem estado de +4. - Oxigênio: 3 átomos, cada um com -2: total -6.
- O carbono tem estado de +4 para balancear a carga total de -2 do íon carbonato.
-
: - Oxigênio elementar tem estado de 0.
-
: - Oxigênio: 2 átomos, cada um com -2: total -4.
- Carbono tem estado de +4 para balancear a carga total de 0.
-
: - Sódio (Na) tem estado de +1.
- Oxigênio: 4 átomos, cada um com -2: total -8.
- O manganês (Mn) precisa ter estado de +7 para balancear a carga total: +1 + (+7) + (-8) = 0.
Passo 3
Agora que temos os estados de oxidação, vamos identificar quais elementos estão sendo oxidados e reduzidos:
-
Manganês (Mn):
- Vai de +4 em
para +7 em . - Aumento do estado de oxidação = Oxidação.
- Vai de +4 em
-
Oxigênio (O):
- Vai de -2 em
e para 0 em e -2 em . - Alguns oxigênios estão sendo reduzidos enquanto outros são oxidando, mas costuma-se focar nos principais elementos envolvidos. Aqui, o manganês é o foco principal para a oxidação.
- Vai de -2 em
-
Carbono ©:
- Vai de +4 em
para +4 em . - Não há mudança no estado de oxidação do carbono, então ele não está sendo oxidado nem reduzido.
- Vai de +4 em
Portanto:
- Elemento que sofre oxidação: Manganês (Mn).
- Elemento que sofre redução: Não há redução evidente além do oxigênio, mas vamos focar no manganês como principal.
Agente oxidante: Espécie que causa a oxidação, ou seja, que aceita elétrons. Aqui,
está atuando como agente oxidante.
Agente redutor: Espécie que causa a redução, ou seja, que doa elétrons. Aqui,
está atuando como agente redutor.
Passo 4
Vamos agora escrever as semi-reações de oxidação e redução.
Semi-reação de oxidação (Mn):
Aqui, o manganês está passando de +4 para +7, perdendo 3 elétrons.
Semi-reação de redução (O₂):
O oxigênio molecular está ganhando elétrons para formar ��ons oxigênio.
Passo 5
Agora, precisamos balancear as semi-reações para massa e carga.
Balanceando a semi-reação de oxidação:
-
Balancear oxigênio adicionando água ou íons hidroxila, dependendo do meio. Supondo que a reação ocorre em meio básico (pois usamos
), adicionamos água e íons hidroxila. -
Balancear a carga adicionando elétrons:
Balanceando a semi-reação de redução:
No meio básico, adicionamos íons hidroxila para balancear a carga:
Passo 6
Agora, vamos igualar o número de elétrons nas duas semi-reações para que eles se cancelem quando somarmos as duas reações.
- A semi-reação de oxidação tem 3 elétrons.
- A semi-reação de redução tem 4 elétrons.
O menor múltiplo comum entre 3 e 4 é 12. Então, multiplicamos a semi-reação de oxidação por 4 e a de redução por 3:
Oxidação:
Redução:
Passo 7
Vamos somar as duas semi-reações:
Os 12 elétrons se cancelam:
Agora, simplificamos os termos que aparecem em ambos os lados:
- Subtraímos 4
de ambos os lados:
- Subtraímos 8
de ambos os lados:
Passo 8
Finalmente, vamos ajustar os outros reagentes e produtos para completar a equação balanceada. Observando a reação inicial e os produtos desejados:
- Incluímos
e conforme os estados de oxidação e os compostos formados.
A equação balanceada final fica:
Resposta
A equação balanceada usando o método de oxirredução é:
Elemento que sofre oxidação: Manganês (Mn) de +4 para +7.
Elemento que sofre redução: Oxigênio (O) no
de 0 para -2.
Agente oxidante: Oxigênio molecular (
).
Agente redutor: Dióxido de manganês (
).
Exercícios relacionados
Para cada reação química, indique o número de oxidação de cada elemento e verifique se é ou não um processo de oxirredução. Caso se trate de um processo de oxirredução, indique o elemento que sofre oxidação (indicar número de elétrons envolvidos), o elemento que sofre redução (indicar número de elétrons envolvidos), o agente oxidante e o agente redutor.
(f)
(f)
Para cada reação química, indique o número de oxidação de cada elemento e verifique se é ou não um processo de oxirredução. Caso se trate de um processo de oxirredução, indique o elemento que sofre oxidação (indicar número de elétrons envolvidos), o elemento que sofre redução (indicar número de elétrons envolvidos), o agente oxidante e o agente redutor.
(g)
(g)
Determine o número de oxidação (nox) de cada elemento químico:
(l)
(l)
Para cada reação química, indique o número de oxidação de cada elemento e verifique se é ou não um processo de oxirredução. Caso se trate de um processo de oxirredução, indique o elemento que sofre oxidação (indicar número de elétrons envolvidos), o elemento que sofre redução (indicar número de elétrons envolvidos), o agente oxidante e o agente redutor.
(d)
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