Nas questões 2.3, 2.4 e 2.5, faça o balanço estequiométrico:
Cr2 O7 ^2-+H^++Fe^2+ rightarrow Cr^3++Fe^3++H2 O

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de balanço estequiométrico! O que a gente tem aqui é uma reação química envolvendo íons de dicromato ( Cr2O7^2-), prótons ( H^+), íons ferrosos ( Fe^2+) que reagem para formar íons de cromo ( Cr^3+), íons férricos ( Fe^3+) e água ( H2O). A matéria que vamos usar aqui é a estequiometria e as reações de oxirredução (redox). Vamos precisar balancear os elementos e as cargas elétricas nessa equação.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar o que está sendo oxidado e o que está sendo reduzido. Na reação:
  • Fe^2+ está passando de +2 para +3, ou seja, está perdendo elétrons. Isso é oxidação.
  • Cr2O7^2- está indo para Cr^3+. O cromo no dicromato está de +6 para +3, ganhando elétrons. Isso é redução.
Entender isso nos ajuda a separar a reação em duas metades: uma de oxidação e outra de redução.

Passo 3

Vamos escrever as duas meias-reações separadamente.
Meia-reação de oxidação:
Fe^2+ Fe^3+
Meia-reação de redução:
Cr2O7^2- Cr^3+
Agora, vamos balancear cada uma delas.

Passo 4

Primeiro, balanceamos os átomos que não sejam H ou O.
Oxidação:
Fe^2+ Fe^3+
Os átomos de ferro já estão balanceados.
Redução:
Cr2O7^2- 2,Cr^3+
Colocamos o coeficiente 2 em Cr^3+ para balancear os 2 átomos de cromo.

Passo 5

Agora, balanceamos os átomos de oxigênio adicionando água ( H2O).
Redução:
A direita temos 7 átomos de oxigênio no Cr2O7^2-. Então, adicionamos 7 H2O do outro lado:
Cr2O7^2- 2,Cr^3+ + 7,H2O

Passo 6

Em seguida, balanceamos os átomos de hidrogênio adicionando prótons ( H^+).
Redução:
Temos 14 átomos de hidrogênio nas 7 moléculas de água. Então, adicionamos 14 H^+ do lado esquerdo:
Cr2O7^2- + 14,H^+ 2,Cr^3+ + 7,H2O

Passo 7

Agora, balanceamos as cargas elétricas adicionando elétrons ( e^-).
Oxidação:
Fe^2+ Fe^3+ + e^-
Redução:
Do lado esquerdo, temos uma carga total de 2- + 14(+1) = +12. Do lado direito, 2 times (+3) = +6. Para balancear, adicionamos 6 elétrons do lado esquerdo:
Cr2O7^2- + 14,H^+ + 6,e^- 2,Cr^3+ + 7,H2O

Passo 8

Precisamos fazer com que o número de elétrons perdidos na oxidação seja igual ao número de elétrons ganhos na redução. Na oxidação, cada Fe^2+ perde 1 elétron. Como a redução ganha 6 elétrons, precisamos multiplicar a meia-reação de oxidação por 6:
Oxidação multiplicada por 6:
6,Fe^2+ 6,Fe^3+ + 6,e^-
Redução:
Cr2O7^2- + 14,H^+ + 6,e^- 2,Cr^3+ + 7,H2O
Agora, os elétrons se cancelam quando somamos as duas meias-reações.

Passo 9

Vamos somar as duas meias-reações:
6,Fe^2+ + Cr2O7^2- + 14,H^+ 6,Fe^3+ + 2,Cr^3+ + 7,H2O
Os elétrons se cancelaram, e a equação está balanceada em termos de átomos e cargas.

Resposta

A equação estequiométrica balanceada é:
6,Fe^2+ + Cr2O7^2- + 14,H^+ rightarrow 6,Fe^3+ + 2,Cr^3+ + 7,H2O

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