Equilibrar as equações, pelo método da oxidação-redução, encontrando os coeficientes com os menores números inteiros possíveis: Cu+ HNO3 Cu(NO3)2+NO+H2 O

Passo 1

Beleza, vamos equilibrar essa equação química usando o método de oxidação-redução. O enunciado que temos é:
Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H2O
Aqui, vamos precisar entender um pouquinho sobre reações redox, que envolvem transferência de elétrons entre os reagentes. O primeiro passo é identificar quais elementos estão sendo oxidados e reduzidos.

Passo 2

Primeiro, vamos determinar os estados de oxidação de cada elemento nos reagentes e produtos. Isso nos ajuda a ver quem está perdendo ou ganhando elétrons.
  • Cobre (Cu):
    • No reagente, é puro, então o estado de oxidação é 0.
    • No produto, em Cu(NO3)2, o nitrato ( NO3^-) tem carga -1, e como há dois nitratos, a carga total é -2. Portanto, o cobre deve ter +2 para balancear: Cu^2+.
  • Nitrogênio (N) no HNO3:
    • Em HNO3, a estrutura é H^+ + NO3^-. O oxigênio normalmente tem -2, então para NO3^-: x + 3(-2) = -1 Rightarrow x - 6 = -1 Rightarrow x = +5
  • Nitrogênio (N) no NO:
    • Em NO, a soma das cargas é neutra: x + (-2) = 0 Rightarrow x = +2

Passo 3

Agora que sabemos os estados de oxidação, identificamos as mudanças:
  • Cobre (Cu): de 0 para +2 → Oxidação (perde elétrons).
  • Nitrogênio (N): de +5 em HNO3 para +2 em NORedução (ganha elétrons).

Passo 4

Escrevemos as semi-reações de oxidação e redução separadamente.
Oxidação:
Cu Cu^2+ + 2e^-
Aqui, o cobre perde 2 elétrons.
Redução:
NO3^- + 3e^- NO + 2H2O
O nitrogênio ganha 3 elétrons para reduzir de +5 para +2.

Passo 5

Precisamos igualar o número de elétrons trocados nas duas semi-reações. Para isso, encontramos o mínimo múltiplo comum entre 2 e 3, que é 6.
Multiplicamos a semi-reação de oxidação por 3 e a de redução por 2:
Oxidação multiplicada por 3:
3Cu 3Cu^2+ + 6e^-
Redução multiplicada por 2:
2NO3^- + 6e^- 2NO + 4H2O

Passo 6

Agora, somamos as duas semi-reações, cancelando os elétrons:
3Cu + 2NO3^- 3Cu^2+ + 2NO + 4H2O

Passo 7

Precisamos balancear os átomos de hidrogênio e oxigênio adicionando íons de hidrogênio ( H^+) se necessário. No entanto, como estamos em meio ácido (tem HNO3), já temos os H^+ presentes.
Mas observando a equação original, vemos que o ácido nítrico ( HNO3) está sendo consumido, então vamos incluí-lo:
3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Resposta

A equação balanceada é:
3,Cu + 8,HNO3 3,Cu(NO3)2 + 2,NO + 4,H2O

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