Balanceamento de reações de óxido-redução
Em certas reações podemos encontrar átomos que ganham elétrons e outros que os perdem. Quando um átomo perde elétrons, ele se oxida e o seu nox aumenta. Quando um átomo ganha elétrons, ele se reduz e o seu nox diminui.
oxidação, nox aumenta =>
5 -
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4 -
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3 -
|
2 -
|
1 -
|
0
|
1 +
|
2 +
|
3 +
|
4 +
|
5 +
|
<= redução, nox diminui
Os processos de oxidação e redução são sempre simultâneos. O átomo que se oxida, cede seus elétrons para que outro se reduza. O átomo que se reduz recebe os elétrons de quem se oxida. Assim ...
Quem se oxida é agente redutor e
quem se reduz é agente oxidante.
A igualdade na quantidade dos elétrons na redução e na oxidação é a base do balanceamento de reações pelo método de óxido-redução.
Regras para o balanceamento
1º) Determinar, na equação química, qual espécie se oxida e qual se reduz.
2º) Escolher os produtos ou reagentes para iniciar o balanceamento.
3º) Encontrar os Δoxid e Δred .
Δoxid = número de elétrons perdidos x atomicidade do elemento
Δred = número de elétrons recebidos x atomicidade do elemento
As atomicidades são definidas no membro de partida (reagentes ou produtos).
4º) Se possível, os Δoxid e Δred podem ser simplificados. Exemplificando ...
Δoxid = 4 Δred = 2
simplificando ...
Δoxid = 2 Δred = 1
5º) Para igualar os elétrons nos processos de oxidação e redução:
O Δoxid se torna o coeficiente da substância que contém o átomo que se reduz.
O Δred se torna o coeficiente da substância que contém o átomo que se oxida.
6º) Os coeficientes das demais substâncias são determinados por tentativas, baseando-se na conservação dos átomos.
Exemplo 1
NaBr + MnO2 + H2SO4 => MnSO4 + Br2 + H2O + NaHSO4
O Br se oxida, pois tem nox = 1- no primeiro membro e nox = 0 no segundo. Esta oxidação envolve 1 elétron e como sua atomicidade no NaBr é igual a 1, temos ...
Δoxid = 1 x 1 = 1
O Mn se reduz, pois tem nox = 4+ no primeiro membro e nox = 2+ no segundo. Esta redução envolve 2 elétrons e como sua atomicidade no MnO2 é igual a 1, temos ...
Δred = 2 x1 = 2
Invertendo os coeficientes obtidos ...
2 NaBr + 1 MnO2 + H2SO4 => MnSO4 + Br2 + H2O + NaHSO4
Os demais coeficientes são obtidos por tentativas ...
2 NaBr + 1 MnO2 + 3 H2SO4 => 1 MnSO4 + 1 Br2 + 2 H2O + 2 NaHSO4
Os coeficientes iguais a 1 foram colocados somente por questões de evidência, uma vez que os mesmos são dispensáveis.
Exemplo 2
Uma mesma substância contém os átomos que se oxidam e também os que se reduzem
NaOH + Cl2 => NaClO + NaCl + H2O
Os átomos de Cl no Cl2 tem nox igual a zero. No segundo membro temos Cl com nox = 1+ no NaClO e Cl com nox = 1- no NaCl. Como a única fonte de Cl na reação é o Cl2, a reação pode ser reescrita assim ...
NaOH + Cl2 + Cl2 => NaClO + NaCl + H2O
Como o Cl2 vai ser o elemento de partida tanto para a oxidação quanto para a redução, a atomicidade nos dois processos será igual a 2. A oxidação envolve mudança do nox do Cl de zero para 1+, ou seja, um elétron. Assim ...
Δoxid = 1 x 2 = 2
A redução envolve a mudança do nox do Cl de zero para 1-, ou seja, um elétron. Assim ...
Δred = 1 x 2 = 2
Simplificando temos ... Δoxid = Δred = 1
NaOH + 1 Cl2 + 1 Cl2 => NaClO + NaCl + H2O
Os demais coeficientes são obtidos por tentativas ...
4 NaOH + 1 Cl2 + 1 Cl2 => 2 NaClO + 2 NaCl + 2 H2O
Finalmente ...
4 NaOH + 2 Cl2 => 2 NaClO + 2 NaCl + 2 H2O
Exemplo 3
A água oxigenada atuando como oxidante
FeCl2 + H2O2 + HCl => FeCl3 + H2O
No primeiro membro, o oxigênio da água oxigenada tem nox = 1-, já no segundo membro, no H2O, tem nox = 2-. Isto caracteriza uma redução envolvendo 1 elétron. Como a atomicidade do oxigênio na substância de partida (H2O2) é igual a 2 ...
Δred = 2 x 1 = 2
No primeiro membro, o ferro do FeCl2 tem nox = 2+, já no segundo membro, no FeCl3, tem nox = 3+. Isto caracteriza uma oxidação envolvendo 1 elétron. Como a atomicidade do ferro na substância de partida (FeCl2) é igual a 1 ...
Δoxid = 1 x 1 = 1
Invertendo os coeficientes ...
2 FeCl2 + 1 H2O2 + HCl => FeCl3 + H2O
Os demais coeficientes da equação são obtidos por tentativas ...
2 FeCl2 + 1 H2O2 + 2 HCl => 2 FeCl3 + 2 H2O
Exemplo 4
A água oxigenada atuando como redutor
KMnO4 + H2O2 + H2SO4 => K2SO4 + MnSO4 + H2O + O2
O Mn no MnO4, no primeiro membro, possui nox = 7+. No segundo membro, no MnSO4, o Mn tem nox = a 2+. Este processo é uma redução envolvendo 5 elétrons. Como a atomicidade do Mn na substância de partida (KMnO4) é igual a 1, temos ...
Δred = 5 x 1 = 5
No primeiro membro temos o oxigênio com dois nox diferentes:
nox = 1- na água oxigenada e nox = 2 - no H2SO4 e KMnO4
Como o O2 é gerado a partir da água oxigenada, ela será a substância de partida. O oxigênio no primeiro membro, na água oxigenada tem nox = 1-. No segundo membro o oxigênio, no O2 tem nox igual a zero. Isso caracteriza uma oxidação com variação de um elétron. Como a atomicidade do oxigênio na substância de partida (H2O2) é igual a 2, temos ...
Δoxid = 1 x 2 = 2
Invertendo os coeficientes, temos ...
2 KMnO4 + 5 H2O2 + H2SO4 => K2SO4 + MnSO4 + H2O + O2
Os demais coeficientes são obtidos por tentativas ...
2 KMnO4 + 5 H2O2 + 3 H2SO4 => 1 K2SO4 + 2 MnSO4 + 8 H2O + 5 O2
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