Faça o balanceamento das seguintes reações redox pelo método das semi-reações:
(b)
(meio ácido)
(b)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de balanceamento de uma reação redox usando o método das semi-reações. O enunciado é o seguinte:
Aqui, a gente vai precisar entender o que são reações redox, identificar quais espécies estão sendo oxidadas e reduzidas, e aplicar o método das semi-reações para balancear a equação completa.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar quais elementos estão sofrendo oxidação e redução. Olhando para a reação:
- O arsênio (
) passa de para . Vamos ver como o estado de oxidação muda. - O nitrogênio (
) passa de para . Também precisamos verificar a mudança no estado de oxidação.
Vamos calcular os estados de oxidação para identificar a oxidação e a redução.
Passo 3
Estado de oxidação do Arsênio (As):
Na
:
- Oxigênio (O) normalmente tem estado de -2.
- Cada molécula tem 3 O, então total de -6 para o oxigênio.
- A molécula é neutra, então 2 As + (-6) = 0 ⇒ Cada As tem +3.
Na
:
- Hidrogênio (H) tem +1.
- Oxigênio (O) tem -2.
- Existem 4 O: total -8.
- A molécula é neutra, então 3 H (+3) + As + (-8) = 0 ⇒ As = +5.
Conclusão: O As passa de +3 para +5, ou seja, está sendo oxidado.
Passo 4
Estado de oxidação do Nitrogênio (N):
Na
:
- Oxigênio (O) tem -2.
- Existem 3 O: total -6.
- A carga total é -1.
- Então, N + (-6) = -1 ⇒ N = +5.
Na
:
- Oxigênio (O) tem -2.
- Existem 3 O: total -6.
- A molécula é neutra, então 2 N + (-6) = 0 ⇒ Cada N = +3.
Conclusão: O N passa de +5 para +3, ou seja, está sendo reduzido.
Passo 5
Agora que identificamos as meias-reações:
- Oxidação:
- Redução:
Vamos balancear cada uma delas separadamente.
Passo 6
Balanceando a meia-reação de oxidação:
Passos:
-
Balancear os elementos que não sejam H e O.Temos 2 As de cada lado:
-
Balancear o oxigênio adicionando moléculas de água (H₂O).Contando O:
- Esquerda: 3 O
- Direita: 2 × 4 = 8 O
Precisamos adicionar 5 H₂O à esquerda: -
Balancear o hidrogênio adicionando íons H⁺.Na esquerda temos 5 × 2 = 10 H provenientes da água.
Na direita temos 2 × 3 = 6 H.Adicionamos 4 H⁺ à direita: -
Balancear a carga adicionando elétrons (e⁻).O lado direito tem carga +4 devido aos 4 H⁺.
O lado esquerdo é neutro.Adicionamos 4 e⁻ à direita para equilibrar:
Passo 7
Balanceando a meia-reação de redução:
Passos:
-
Balancear os elementos que não sejam H e O.Temos 1 N na esquerda e 2 N na direita. Multiplicamos a esquerda por 2:
-
Balancear o oxigênio adicionando moléculas de água (H₂O).Contando O:
- Esquerda: 2 × 3 = 6 O
- Direita: 3 O
Adicionamos 3 H₂O à direita: -
Balancear o hidrogênio adicionando íons H⁺.Na direita temos 3 × 2 = 6 H.
Adicionamos 6 H⁺ à esquerda: -
Balancear a carga adicionando elétrons (e⁻).O lado esquerdo tem carga: 2 × (-1) + 6 × (+1) = 4+
O lado direito é neutro.Adicionamos 4 e⁻ à esquerda para equilibrar:
Passo 8
Agora, vamos combinar as duas semi-reações. Precisamos que o número de elétrons seja igual nos dois processos para que se cancelem.
- Meia-reação de oxidação: Perde 4 e⁻
- Meia-reação de redução: Ganha 4 e⁻
Como já estão equilibrados, podemos somar diretamente:
Somando as duas:
Passo 9
Por fim, vamos simplificar a equação cancelando o que for possível. Observamos que temos 5
no lado esquerdo e 3
no lado direito. Subtraindo 3
de cada lado:
Resposta
A equação balanceada é:
Exercícios relacionados
Considere o composto hipotético
, em que estaria presente o íon
.
Considerando o valor obtido para a energia de rede do , é possível explicar porque esse composto não existe? Justifique.
Considerando o valor obtido para a energia de rede do
Em cada uma das seguintes reações redox balanceadas, identifique os elementos que sofrem variações no número de oxidação e indique o valor da variação em cada caso. Mostre ainda o agente redutor e o agente oxidante em cada reação. Explique.
(b)
(b)
Escreva a representação de Lewis para os seguintes compostos iônicos.
a) fluoreto de potássio
© óxido de cálcio
b) sulfeto de alumínio
(d) óxido de sódio
a) fluoreto de potássio
© óxido de cálcio
b) sulfeto de alumínio
(d) óxido de sódio
Considere o sólido iônico fluorita, de fórmula mínima
, e o composto hipotético
. Assuma que
adotaria a estrutura do cloreto de sódio, e que a distância internuclear de um par iônico seria a mesma daquela observada para a fluorita. Os raios iônicos do
e do
correspondentes a números de coordenação quatro e oito são
e
, respectivamente.
Calcule a energia de rede da fluorita e do fluoreto hipotético.
Calcule a energia de rede da fluorita e do fluoreto hipotético.