Faça o balanceamento da seguinte equação para a reação em meio ácido:
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos que balancear a equação química da reação entre permanganato (
) e ferro (
) em meio ácido. Isso faz parte da matéria de Química, especificamente nas reações de oxirredução (redox). Para resolver isso, vamos usar o método das semi-reações, que divide a equação em partes menores para facilitar o balanceamento.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar quais são os agentes oxidante e redutor na reação. Olhando para os estados de oxidação:
-
em tem estado de oxidação +7. -
em tem estado de oxidação +2. -
em tem estado de oxidação +3. -
em tem estado de oxidação +2.
O manganês está sendo reduzido (de +7 para +2) e o ferro está sendo oxidado (de +2 para +3).
Passo 3
Vamos separar a equação em duas semi-reações: uma para a redução do
e outra para a oxidação do
.
Semi-reação de redução:
Semi-reação de oxidação:
Passo 4
Agora, vamos balancear os átomos que não sejam oxigênio e hidrogênio em cada semi-reação.
Na redução do manganês, já está balanceado o manganês:
Na oxidação do ferro, também está balanceado:
Passo 5
Balancear os átomos de oxigênio adicionando
e os de hidrogênio adicionando
, já que estamos em meio ácido.
Para a redução do manganês:
Adicionamos 8
para balancear os hidrogênios:
Para a oxidação do ferro:
Não há oxigênio ou hidrogênio para balancear, então mantemos:
Não há oxigênio ou hidrogênio para balancear, então mantemos:
Passo 6
Agora, balancear as cargas adicionando elétrons (
).
Redução do manganês:
O lado esquerdo tem carga total de $ -1 + 8(+1) = +7 $.
O lado direito tem carga de $ +2 $.
Para balancear, adicionamos 5 elétrons no lado esquerdo:
O lado esquerdo tem carga total de $ -1 + 8(+1) = +7 $.
O lado direito tem carga de $ +2 $.
Para balancear, adicionamos 5 elétrons no lado esquerdo:
Oxidação do ferro:
O lado esquerdo tem carga de $ +2 $ e o lado direito $ +3 $.
Para balancear, adicionamos 1 elétron no lado direito:
O lado esquerdo tem carga de $ +2 $ e o lado direito $ +3 $.
Para balancear, adicionamos 1 elétron no lado direito:
Passo 7
Precisamos que o número de elétrons seja igual em ambas as semi-reações para que possam se cancelar. Na redução, temos 5 elétrons e na oxidação, 1 elétron. Multiplicamos a semi-reação de oxidação por 5:
Oxidação do ferro (multiplicada por 5):
Agora, somamos as duas semi-reações:
Os elétrons se cancelam, ficando:
Passo 8
Vamos conferir se está tudo balanceado:
- Átomos de Mn: 1 de cada lado.
- Átomos de Fe: 5 de cada lado.
- Átomos de O: 4
= 4 O no lado direito e 4 O no lado esquerdo do . - Átomos de H: 8
no lado esquerdo e 8 H no lado direito através de 4 . - Cargas: Lado esquerdo: $ -1 + 8(+1) + 5(+2) = +17 $. Lado direito: $ +2 + 5(+3) = +17 $.
Tudo está balanceado!