O ACERTO DOS COEFICIENTES OU BALANCEAMENTO DAS EQUAÇÕES DE OXI-REDUÇÃO

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1 3 O ACERTO DOS COEFICIENTES OU BALANCEAMENTO DAS EQUAÇÕES DE OXI-REDUÇÃO No balanceamento das equações de oi-redução, a idéia fundamental é: Tornar o número de elétrons cedidos pelo redutor igual ao número de elétrons recebidos pelo oidante (afinal os elétrons não podem ser criados nem destruídos). Assim, por eemplo, na equação: P C l C l P o P vai ceder 3 elétrons, enquanto o C l só poderá receber 1 elétron. Ora, para igualar a troca de elétrons, devemos ter a seguinte situação: 1 P cedendo 3 elétrons (cedidos) Portanto o acerto dos coeficientes será: C l 3 C l recebendo 1 elétron cada 3 1 elétrons (recebidos) 1 P 3 C l PCl 3 Acontece, porém, que a equação dada não é totalmente correta, pois a fórmula do fósforo (branco) é P 4 e a do cloro é C l 2. Como acertar então a equação P 4 C l 2 PCl 3? Basicamente, usando as mesmas idéias epostas acima: P 4 C l 2 PCl 3 C l Agora são 4 átomos de P, cada um cedendo 3 elétrons; portanto serão 4 3elétrons cedidos pelo P 4. igualdade (3 elétrons) Agora são 2 átomos de C l, cada um recebendo 1 elétron; portanto serão 2 1elétrons recebidos pelo C l 2. Para igualar o número total de elétrons cedidos e recebidos, devemos ter, evidentemente, a seguinte situação: se 1 P 4 ceder 12 elétrons no total, então 2 P 4 cederão 2 12 elétrons se 1 C l 2 receber 2 elétrons no total, então 12 C l 2 receberão 12 2 elétrons Isso já nos permite iniciar o balanceamento, escrevendo os coeficientes do P 4 e do C l 2 : 2 P 4 12 C l 2 PCl 3 igualdade (24 elétrons) Podemos perceber que ficou faltando o coeficiente do PCl 3 (no 2 o membro da equação). Ele será obtido lembrando que: O número total de átomos de cada elemento deverá ser igual no 1 o e no 2 o membro da equação (afinal, numa reação química, os átomos não podem ser criados nem destruídos). Teremos então: 2 P 4 12 C l 2 8 PCl átomos de P são levados para o 2 membro

2 Evidentemente, podemos simplificar a equação, dividindo todos os coeficientes por 2: P 4 6 C l 2 4 PCl 3 Dessa maneira, está encerrado o balanceamento. Observe que, até agora, não foram contados os átomos de C l. Apenas para conferir, contamos: átomos de C l no 1 o membro; e átomos de C l no 2 o membro da equação. Note que, sem essa igualdade, o balanceamento estaria errado. O balanceamento da equação P 4 C l 2 PCl 3 poderia ser feito de outra maneira, usandose os números de oidação ( N o. ) dos elementos: P 4 C l 2 PCl 3 1 a etapa: N o. dos elementos e suas variações 2 a etapa: variação total dos N o. ( ) 3 a etapa: o do oidante será o coeficiente do redutor e vice-versa (regra do is) 4 a etapa: completar o balanceamento e simplificar se possível Zero Zero 3 1 Variação 3 Variação P 4 C l 2 PCl P 4 12 C l 2 PCl 3 2 P 4 12 C l 2 8 PCl 3 ou P 4 6 C l 2 4 PCl 3 Veremos, a seguir, alguns eemplos de balanceamento das equações. 1 o eemplo Balancear a equação P HNO 3 H 2 O H 3 PO 4 NO. P H N O 3 H 2 O H 3 P O 4 N O 1 a etapa: N o. dos elementos e suas variações Zero Ocorre oidação (5 0 5) Ocorre redução (5 2 3) 2 a etapa: variação total dos N o. ( ) P H N O 3 H 2 O H 3 P O 4 N O 3 a etapa: o do oidante será o coeficiente do redutor e vice-versa (regra do is) P 5 H N O 3 H 2 O H 3 P O 4 N O 4 a etapa: com os dois coeficientes obtidos acima (3 e 5), continuar o balanceamento 3 P 5 HNO 3 H 2 O 3 H 3 PO 4 Contamos 3 P Contamos 5 N 5 NO Por fim, falta acertar o coeficiente do H 2 O, o que pode ser feito pela contagem dos átomos de hidrogênio ou de oigênio: 3 P 5 HNO 3 2 H 2 O 3 H 3 PO 4 5 NO

3 2 o eemplo Balancear a equação: K 2 Cr 2 O 7 Na 2 C 2 O 4 H 2 SO 4 K 2 SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 Na 2 SO 4 H 2 O CO 2 K 2 Cr 2 O 7 Na 2 C 2 O 4 H 2 SO 4 K 2 SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 Na 2 SO 4 H 2 O C O 2 1 a etapa: N o. dos elementos e suas variações Ocorre redução (6 3 3) Ocorre oidação (4 3 1) 2 a etapa: variação total dos N o. ( ) K 2 Cr 2 O 7 Na 2 C 2 O 4 H 2 SO 4 K 2 SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 Na 2 SO 4 H 2 O C O 2 3 a etapa: regra do is K 2 Cr 2 O 7 6 Na 2 C 2 O 4 H 2 SO 4 K 2 SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 Na 2 SO 4 H 2 O C O 2 Podemos simplificar os coeficientes 2 e 6, passando a usar 1 e 3. O coeficiente 1 não precisa ser escrito; em equações longas, contudo, é bom escrevê-lo para lembrar que ele já foi acertado. 4 a etapa: com os dois coeficientes obtidos acima (2 e 6, ou melhor, 1 e 3), continuar o balanceamento 1 K 2 Cr 2 O 7 3 Na 2 C 2 O 4 H 2 SO 4 1 K 2 SO 4 1 Cr 2 (SO 4 ) 3 3 Na 2 SO 4 H 2 O 6 CO 2 Contamos 6 Na e 6 C Contamos 2 K e 2 Cr Estão faltando apenas os coeficientes do H 2 SO 4 no 1 o membro e do H 2 O no 2 o membro. Contando os radicais SO 4 2, no 2 o membro, encontramos 7; temos então: 7 H 2 SO 4 no 1 o membro 1 K 2 Cr 2 O 7 3 Na 2 C 2 O 4 7 H 2 SO 4 1 K 2 SO 4 1Cr 2 (SO 4 ) 3 3 Na 2 SO 4 H 2 O 6CO 2 Finalmente, acertamos o coeficiente do H 2 O no 2 o membro, contando os átomos de hidrogênio (ou de oigênio) no 1 o membro: K 2 Cr 2 O 7 3 Na 2 C 2 O 4 7 H 2 SO 4 K 2 SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 3 Na 2 SO 4 7 H 2 O 6CO 2 OBSERVAÇÃO Se você acertou o coeficiente do H 2 O contando os átomos de hidrogênio, o balanceamento já está encerrado. No entanto recomenda-se também a contagem dos átomos de oigênio simplesmente para conferir o balanceamento. Não se esqueça de que a equação só estará corretamente balanceada se houver uma igualdade do número de átomos de todos os elementos, no 1 o e no 2 o membro.

4 3 o eemplo Caso de equações escritas na forma iônica, como por eemplo: I H Mn 2 I 2 H 2 O I H Mn 2 I 2 H 2 O 1 a etapa: N o. dos elementos e suas variações Zero Redução (7 2 5) Oidação (1 0 1) 2 a etapa: variação total dos N o. ( ) I H Mn 2 I 2 H 2 O Note que agora estamos calculando o no 2 o membro da equação. É indiferente calcular o no 1 o ou no 2 o membro da equação; no entanto é preferível calcular o do lado em que há maior número de átomos do elemento que estamos considerando. No caso, há um átomo de iodo (I ) no 1 o membro e dois átomos de iodo (I 2 ) no 2 o membro. Isso evita, em geral, o aparecimento de coeficientes fracionários no decorrer do balanceamento a etapa: regra do is I H 2 Mn 2 5 I 2 H 2 O 2 10 I H 2 Mn 2 5 I 2 H 2 O Contamos 2 Mn Contamos 10 I 4 a etapa: completar o balanceamento A seguir: 2 10 I H 2 Mn 2 5 I 2 8 H 2 O Contamos 8 átomos de oigênio Finalmente: 2 10 I 16 H 2 Mn 2 5 I 2 8 H 2 O Contamos 16 H OBSERVAÇÃO Em uma equação iônica, corretamente balanceada, o total de cargas elétricas deve ser igual no 1 o e no 2 o membro da equação. No eemplo anterior: 1 o membro: 2 ( 1) 10 ( 1) 16 ( 1) 4 2 o membro: 2 ( 2) 4 Se essa igualdade não eistir, podemos afirmar que o balanceamento está errado. Além disso, essa igualdade pode, em certas ocasiões, ajudar durante o processo de balanceamento da equação iônica.

5 Resumindo o que acabamos de aprender, podemos afirmar que as etapas para o balanceamento das equações de oi-redução são: 1 a etapa: procurar todos os elementos que sofrem oi-redução e determinar seus N o. antes e depois da reação (variações dos N o. ). 2 a etapa: calcular a variação total ( ) do N o. do oidante e do redutor, da seguinte maneira: Variação do N do elemento o. Número de átomos do elemento na molécula considerada (Esse cálculo pode ser feito no 1 o ou no 2 o membro da equação, de preferência onde o for maior, mas tenha o cuidado de só calcular o nos casos em que os átomos realmente sofrem oi-redução.) 3 a etapa: tomar o do oidante como coeficiente do redutor e vice-versa (é a regra do is). 4 a etapa: prosseguir o balanceamento com o objetivo de igualar o número total de átomos de cada elemento, no 1 o e no 2 o membro da equação. REVISÃO Responda em seu caderno a) Qual é a idéia fundamental no balanceamento de equações de oi-redução? b) Em um balanceamento de equação química, o que é necessário igualar no 1 o e no 2 o membro da equação? c) Em equações de oi-redução, escritas na forma iônica, o que é necessário igualar no 1 o e no 2 o membro da equação? EXERCÍCIOS Registre as respostas em seu caderno Reconhecendo equações de oi-redução 8 (Fuvest-SP) Considere as transformações químicas abaio: I. 3NO 2 H 2 O 2 HNO 3 NO II. 2AgNO 3 2 NaOH Ag 2 O 2 NaNO 3 H 2 O III. CaCO 3 CaO CO 2 Ocorre óido-redução apenas em: a) I b)ii c) III d) I e III e) II e III 9 (Vunesp) Em contato com ar úmido, um telhado de cobre é lentamente coberto por uma camada verde de CuCO 3, formado pela seqüência de reações representadas pelas equações a seguir: 2 Cu (s) O 2 (g) 2 H 2 O ( l ) 2 Cu(OH) 2 (s) (equação 1) Cu(OH) 2 (s) CO 2 (g) CuCO 3 (s) H 2 O ( l ) (equação 2) Com relação ao processo global que ocorre, pode-se afirmar: a) as duas reações são de óido-redução. d) nenhuma das reações é de óido-redução. b) apenas a reação 1 é de óido-redução. e) o Cu (s) é o agente oidante da reação 1. c) apenas a reação 2 é de óido-redução. 10 (UFV-MG) Escolha a alternativa que apresenta a equação da reação em que o átomo de enofre sofreu oidação. a) H 2 (g) S (s) H 2 S (g) b) 2HCl (g) FeS (s) FeCl 2 (s) H 2 S (g) c) SO 3 (g) Na 2 O (s) Na 2 SO 4 (s) d) 2ZnS (s) 3 O 2 (g) 2 ZnO (s) 2 SO 2 (g) e) 3Na 2 S (s) 2 FeCl 3 (s) 6 NaCl (s) Fe 2 S 3 (s) 11 (Unirio-RJ) Analise as seguintes reações: I. 2HCl 2 HNO 3 2 NO 2 C l 2 2 H 2 O II. C l 2 H 2 O 2 2 HCl O 2 III. Zn 2 MnO 2 ZnO Mn 2 O 3 Os agentes oidantes das reações I, II e III são, respectivamente: a) HCl ; C l 2 ; Zn c) HNO 3 ; H 2 O 2 ; MnO 2 e)hno 3 ; C l 2 ; MnO 2 b) HCl ; H 2 O 2 ; MnO 2 d)hno 3 ; H 2 O 2 ; Zn

6 12 (UnB-DF) Qual das equações seguintes representa uma reação de oi-redução? a) Ag I AgI d) A l 3 3 OH A l (OH) 3 b) NaI Na I e)hco 3 H CO 2 H 2 O c) Ag Na Na Ag 13 (UFRRJ) As reações químicas de oi-redução, basicamente, são constituídas de espécies que podem perder e receber elétrons simultaneamente. Na reação K 2 Cr 2 O 7 Na 2 C 2 O 4 H 2 SO 4 K 2 SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 Na 2 SO 4 H 2 O CO 2 qual é o agente redutor? a) K 2 Cr 2 O 7 b)na 2 C 2 O 4 c)h 2 SO 4 d)k 2 SO 4 e)cr 2 (SO 4 ) 3 14 Nas transformações indicadas abaio, e que não estão equacionadas, quais as etapas em que o ferro sofreu oidação? I II III IV Fe FeS FeSO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 Fe 2 O 3 Balanceamento de equações de oi-redução 15 Procure acertar os coeficientes das equações seguintes pelo método de oi-redução. (Em caso de dificuldade, tente começar o balanceamento pelo 2 o membro da equação.) a) K FeSO 4 H 2 SO 4 K 2 SO 4 MnSO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 H 2 O b) MnO 2 NaI H 2 SO 4 Na 2 SO 4 MnSO 4 H 2 O I 2 c) Bi 2 O 3 NaCl O NaOH NaBiO 3 NaCl H 2 O 16 (PUC-MG) Dada a seguinte equação de redo H 2 S Br 2 H 2 O H 2 SO 4 HBr a soma total dos coeficientes mínimos e inteiros das espécies químicas envolvidas, após o balanceamento da equação, é: a) 9 b)12 c) 14 d)18 e)24 17 (UFMT) O ácido nítrico é utilizado na fabricação do salitre usado como fertilizante na agricultura e na fabricação da pólvora negra (salitre carvão enofre). Qual é a soma resultante dos valores dos coeficientes estequiométricos da reação abaio, após balanceá-la? (considere os menores números inteiros)...cus...hno 3...Cu(NO 3 ) 2...S...NO...H 2 O 18 Acerte os coeficientes da equação C l 2 NaOH NaCl NaCl O 3 H 2 O Sugestão: Comece o balanceamento pelo 2 o membro, pois só aí você verá separadamente o cloro que se reduziu, no NaCl, e o cloro que se oidou, no NaCl O Acerte os coeficientes da equação K 2 Cr 2 O 7 H 2 O 2 H 2 SO 4 K 2 SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 H 2 O O 2 Sugestão: Quando aparece H 2 O 2 na equação, calcule o do H 2 O 2 nele próprio, e não no O 2 que aparece no 2 o membro da equação; lembre-se também de que o N o. do oigênio no H 2 O 2 é Acerte os coeficientes da equação FeCl 2 H 2 O 2 HCl FeCl 3 H 2 O Observação: Nesta questão, o H 2 O 2 age como oidante, ao contrário da questão anterior, na qual o H 2 O 2 agiu como redutor. O balanceamento, porém, segue as regras gerais, partindo-se do 1 o membro da equação, em que está o H 2 O 2. Balanceamento das equações de oi-redução, escritas na forma iônica 21 (FEI-SP) Em uma reação química há conservação do número de átomos e da carga elétrica. Dada a equação não balanceada Fe 2 C l 2 Fe 3 C l os coeficientes menores inteiros possíveis que acertam a equação são na ordem: a) 1, 1, 1 e 2 c) 1, 1, 1 e 1 e) 2, 1, 1 e 1 b) 2, 1, 2 e 2 d) 1, 1, 2 e 2 22 (UFRGS-RS) Para a reação S 2 H NO 3 S NO H 2 O os coeficientes estequiométricos ajustados, lidos da esquerda para a direita, são: a) d) b) e) c) (Uerj) A equação Au 3 Ag Ag Au representa uma reação possível pelo contato, em presença de saliva, de uma obturação de ouro e outra de prata. Nessa equação, após ajustada, a soma de todos os coeficientes (reagentes e produtos), considerando os menores inteiros, é: a) 4 b)6 c) 8 d)12 e) 16

7 EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES Registre as respostas em seu caderno 24 (UFG-GO) Após a incineração de lio, faz-se a determinação de carbono não queimado e matéria fermentável por um método que se fundamenta na equação de reação seguinte: Na 2 C 2 O 4 K H 2 SO 4 K 2 SO 4 Na 2 SO 4 MnSO 4 CO 2 H 2 O A respeito dessa equação de reação, pedem-se: a) o agente oidante e o agente redutor; b) o balanceamento da equação. 25 (U. São Judas Tadeu-SP) O fósforo branco (P 4 ) é uma substância muito empregada para finalidades bélicas, na confecção de bombas incendiárias e granadas luminosas. Ele é obtido pelo aquecimento, em forno elétrico, de fosfato de cálcio, areia e coque. A equação química (não balanceada) é: Ca 3 (PO 4 ) 2 SiO 2 C CaSiO 3 CO P 4 Os coeficientes estequiométricos da equação, respectivamente, são: a) 1, 3, 2, 3, 2 e 1 c) 1, 3, 5, 3, 5 e 1 e) 4, 12, 20, 12, 10 e 1 b) 2, 6, 10, 6, 8 e 1 d) 2, 6, 10, 6, 10 e 1 26 (UFRJ) O arseneto de gálio (GaAs) é uma substância com ecepcionais propriedades semicondutoras, sendo muito utilizado em células fotoelétricas e transistores. Muitos cientistas acreditam que o arseneto de gálio deverá substituir o silício na fabricação da próima geração de chips de computadores ultravelozes. Sua obtenção industrial se dá através da reação: As H 2 Ga 2 O 3 GaAs H 2 O a) Sabendo-se que o número de oidação do gálio permanece inalterado, determine a variação do número de oidação do arsênio na reação de produção do arseneto de gálio. b) Ajuste a equação e determine a razão entre o número de átomos de H e de As que tomam parte na reação. 27 Procure acertar os coeficientes das seguintes equações pelo método de oi-redução: a) K HCl KCl MnCl 2 H 2 O C l 2 b) Hg HNO 3 Hg(NO 3 ) 2 H 2 O NO Sugestão: Comece o balanceamento dessas equações pelo 2 o membro, pois é aí que você vai encontrar o C l 2, que de fato se oidou, e o NO, que de fato se reduziu. 28 (UFSCar-SP) O peróido de hidrogênio dissolvido em água é conhecido como água oigenada. O H 2 O 2 é um agente oidante, mas pode também atuar como agente redutor, dependendo da reação. Na equação K (aq) H 2 O 2 (aq) H 2 SO 4 (aq) MnSO 4 (aq) K 2 SO 4 (aq) O 2 (g) H 2 O( l ) a soma dos coeficientes estequiométricos, após o balanceamento, e o agente oidante são: a) 26 e K b)24 e K c)26 e H 2 O 2 d)24 e H 2 O 2 e)23 e O 2 29 (Mackenzie-SP) Num tubo de ensaio, contendo MnO 2, adicionou-se HCl (conc.). Ocorreu uma reação de oi-redução com liberação de gás cloro, fenômeno percebido pelo escurecimento de uma tira de papel embebida em KI, que foi colocada na boca do tubo de ensaio. O escurecimento deveu-se à formação de iodo. Equações não balanceadas: 1. MnO 2 HCl MnCl 2 H 2 O C l 2 2. KI C l 2 KCl I 2 Das reações equacionadas acima, são feitas as seguintes afirmações: I. Um mol de MnO 2 reage com 4 mols de HCl. II. Para cada mol de I 2 formado, são consumidos 2 mols de KI. III. O manganês no MnO 2 sofre redução. IV. O HCl é o redutor. V.A soma dos menores coeficientes inteiros do balanceamento da equação 2 é igual a seis. Dessas afirmações, são corretas: a) I e III, somente. b) I e IV, somente. c) II e V, somente. d) I, II e IV, somente. e) I, II, III, IV e V. 30 Acerte os coeficientes das equações seguintes. (Não se esqueça de verificar a igualdade das cargas elétricas no 1 o e no 2 o membro da equação.) 2 a) SO 3 H Mn 2 2 SO 4 H 2 O b) Co 2 BrO H Co 3 Br 2 H 2 O 31 Acerte os coeficientes da equação: NaBiO 3 H Mn 2 Bi 3 Na MnO 4 H 2 O (Mackenzie-SP) IO 3 5 HSO 3 H 2 O y H 1 2 I 2 w SO 4 A equação iônica acima representa a obtenção de iodo por meio da reação de iodato de sódio com bissulfito de sódio, a respeito da qual se fazem as afirmações: I. Os valores dos coeficientes do balanceamento, y e w são, respectivamente, 2, 5 e 5. II. O número de oidação do iodo varia de 5 para zero. III. O enofre, no bissulfito, é oidado. IV. A soma dos menores coeficientes inteiros do balanceamento é igual a 17. Das afirmações feitas, estão corretas: a) I, II, III e IV. c) I e II, somente. e) I e IV, somente. b) II, III e IV, somente. d) III e IV, somente. 600 C