13.8-O hidrogenofosfito de ferro (II), FeHPO3, é oxidado por íons hipoclorito em solução básica. Os produtos são íons cloreto, íons fosfito e hidróxido de ferro (III). Escreva a equação balanceada de cada meia-reação e a equação da reação total.

Vamos agora escrever a primeira semi-reação, podemos começar pela do hidrogenofosfito de ferro (II). Esse reagente é o que será responsável pela formação dos íons cloreto e íons fosfito, portanto eles estarão nos produtos da reação:

FeHPO3Fe(OH)3+PO33-

Agora devemos balancear a equação. É comum começarmos pelos metais e ametais, e deixar o oxigênio e hidrogênio pro final.

Metais: Nesse caso, temos apenas o ferro, e temos um de cada lado então está balanceado.

Ametais: Temos o fósforo, temos um de cada lado, então está balanceado.

Oxigênio: Temos 3 do lado esquerdo e 6 do lado esquerdo, então vamos adicionar 3 moléculas de H2O do lado esquerdo.

FeHPO3+ 3H2OFe(OH)3+PO33-

Hidrogênio: Temos agora 7 do lado esquerdo e 3 do lado direito. Para balancear o hidrogênio, o método depende da acidez/basicidade do meio; para meio ácido, adicionamos íons H+ao lado deficiente; para meio básico, adicionamos quantidades iguais de H2O ao lado deficiente eOH-ao lado oposto (adicionamos quantidades iguais para não desbalancear o oxigênio). O enunciado afirma que o meio é básico, então utilizaremos o segundo método. Como faltam 4 hidrogênios ao lado direito, adicionaremos 4 moléculas de água ao lado deficiente e 4 moléculas de hidroxila ao lado oposto:

FeHPO3+ 3H2O + 4OH-Fe(OH)3+PO33-+ 4H2O

Observe que agora temos água de ambos os lados da reação, então devemos “cortar”, removendo-as do lado que contém menos e subtraindo do lado que contém mais:

FeHPO3 + 4OH-Fe(OH)3+PO33-+ H2O

Assim, completamos o balanço de massa da equação. Entretanto, sabemos que é uma equação de oxirredução, então é necessário balancear também as cargas.

Do lado esquerdo, temos 4 cargas negativas (relativas às hidroxilas); do lado direito, temos 3 cargas negativas (relativas ao íon fosfito). Assim, adicionaremos um elétron, que possui carga negativa, ao lado direito:

FeHPO3 + 4OH-Fe(OH)3+PO33-+ H2O + e-

Isso faz sentido, pois como analisamos no início, vemos que o ferro está oxidando, ou seja, perdendo elétrons, por isso o elétron está com os produtos, ou seja, está sendo liberado pelo ferro.

Assim, está completa a primeira semi-reação.

Vamos agora escrever a segunda semi-reação, relativa ao íon hipoclorito. Esse reagente será responsável pela formação dos íons cloreto, portanto eles estarão nos produtos da reação:

ClO-Cl-

Agora devemos balancear a equação. É comum começarmos pelos metais e ametais, e deixar o oxigênio e hidrogênio pro final.

Metais: Não há.

Ametais: Temos um cloro de cada lado, portanto está balanceado.

Oxigênio: Temos um do lado esquerdo e nenhum do lado direito, portanto adicionaremos uma molécula de água ao lado direito:

ClO-Cl-+ H2O

Hidrogênio: Temos 2 do lado direito e nenhum do lado esquerdo. Novamente, como o meio é básico, adicionaremos 2 moléculas de água ao lado esquerdo e 2 hidroxilas ao lado direito:

ClO- + 2H2OCl-+ H2O + 2OH-

Novamente, “cortaremos” moléculas de água, pois estão em ambos os lados da reação:

ClO- + H2OCl- + 2OH-

Agora, balancearemos as cargas: Temos uma carga negativa do lado esquerdo, relativa ao íon hipoclorito, e 3 cargas negativas do lado direito, uma relativa ao íon cloreto e outras duas relativas às hidroxilas. Assim, adicionaremos dois elétrons do lado esquerdo.

ClO- + H2O + 2e-Cl- + 2OH-

Sabemos que o cloro está se reduzindo, ou seja, ganhando elétrons, então novamente, a reação faz sentido.

Agora, para encontrar a reação global (ou reação total), basta igualarmos os números de elétrons perdidos ao número de elétrons ganhos, e somarmos as duas reações, “cortando” o que estiver em ambos os lados.

Na primeira semi-reação, vimos que estava sendo perdido um elétron apenas, enquanto na segunda, estão sendo ganhos 2. Para igualar, multiplicaremos a primeira semi-reação por 2:

2FeHPO3 + 8OH-2Fe(OH)3+2PO33-+ 2H2O + 2e-

Agora, podemos somar com a segunda semi-reação:

2FeHPO3 + 8OH-2Fe(OH)3+2PO33-+ 2H2O + 2e-

ClO- + H2O + 2e-Cl- + 2OH-

________________________________________

2FeHPO3 + 8OH-+ClO- + H2O + 2e- 2Fe(OH)3+2PO33-+ 2H2O + 2e-+ Cl- + 2OH-

Agora, “cortaremos” aquilo que está presente em ambos os lados da reação:

2FeHPO3 + 6OH-+ClO- 2Fe(OH)3+2PO33-+ H2O+ Cl-

E essa é, então, a reação global.