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Exercícios comentados 1
Balanceamento - Exercícios comentados 1
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Os exercícios aqui propostos abordam o balanceamento de equações.
Para essa atividade, escolhemos equações de oxi-redução, que são as mais difíceis para balancear. O método que estamos privilegiando aqui é conhecido por “método REDOX”, o mais usado para balancear esse tipo de equações. Ao final dessa atividade, você estará apto a balancear qualquer equação e verá que não há dificuldade alguma! Bom aprendizado!
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(elementos que tiveram variação de Nox)
EXERCÍCIO 01 Equação não balanceada e NOx dos elementos MnO HCl MnCl H2O Cl2 Mn Cl Mn Cl0 (elementos que tiveram variação de Nox) Equilibrando elétrons ganhos e perdidos O manganês ganhou 2 elétrons. Apenas os átomos de cloro que formaram o gás cloro (Cl2) tiveram variação de Nox, perdendo 1 elétron cada um e com atomicidade 2 (dois átomos na molécula de gás cloro). Os demais átomos de cloro continuaram com Nox 1-, na forma de cloreto (Cl1-). Mn x 2 x 1 = 2 (2 elétrons x atomicidade 1 = 2) Cl x 1 x 2 = 2 (1 elétron x atomicidade 2 = 2) Como os coeficientes são iguais, o número de elétrons ganhos e perdidos já está balanceado. Podemos simplificar os coeficientes: Mn = 1 Cl = 1 Inserindo os coeficientes onde há maior atomicidade, no caso, nos produtos : MnO HCl MnCl H2O Cl2 Continuando, pelo “método das tentativas” Para balancear o cloro, multiplicamos por 4 o ácido clorídrico (HCl) : MnO HCl MnCl H2O Cl2
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Para balancear o hidrogênio, basta multiplicar a água por 2, balanceando também o oxigênio automaticamente: MnO HCl MnCl H2O Cl2 Adicionando os estados físicos e retirando os coeficientes de valor “1”, temos a equação pronta: MnO2 (s) HCl (aq) → MnCl2 (aq) H2O (l) + Cl2 (g) EXERCÍCIO 2 Equação não balanceada e Nox dos elementos HI HIO3 H2O I2 I1- I Io Equilibrando elétrons ganhos e perdidos O iodo do ácido iodídrico (HI) perdeu 1 elétron, mudando o Nox de 1- para zero. O iodo do ácido iódico (HIO3) ganhou 5 elétrons, passando de 5+ para zero: I (HI) = 1 I (HIO3) = 5 Invertendo os coeficientes, para equilibrar elétrons ganhos e perdidos: HI = 5 HIO3 = 1 Equação com coeficientes cruzados: 5 HI HIO3 H2O I2
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EXERCÍCIO 3 Continuando pelo “método de tentativas”
São 6 átomos de iodo nos reagentes; então, multiplicando I2 por 3, o iodo fica balanceado. Multiplicando a água por 3, os hidrogênios e oxigênios ficam equilibrados e a equação está toda balanceada: 5 HI HIO3 H2O I2 Acrescentando os estados físicos das substâncias e retirando os coeficientes “1”, temos a equação pronta: 5 HI (aq) HIO3 (aq) H2O (l) I2 (s) EXERCÍCIO 3 Equação não balanceada e Nox dos elementos KMnO HClO4 KClO Mn(ClO4) H2O O2 Mn7+O2- Mn Oo Equilibrando elétrons ganhos e perdidos O manganês ganhou 5 elétrons, atomicidade 1. O oxigênio perdeu 2 elétrons, mas apenas os que formaram o gás oxigênio (O2); como são 2 átomos, atomicidade 2. Repare que os oxigênios ligados ao cloro, não sofreram alteração de Nox: Mn x 5 x 1 = 5 O x 2 x 2 = 4 Invertendo os coeficientes: Mn = 4 O = 5
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Equação com coeficientes invertidos
KMnO HClO4 KClO Mn(ClO4) H2O O2 Continuando pelo “método de tentativas” Balanceando o manganês, multiplicamos o permanganato de potássio (KMnO4) por 4. Como isso multiplica o potássio, temos que multiplicar por 4 também o perclorato de potássio (KClO4), nos produtos: 4 KMnO HClO4 4 KClO Mn(ClO4) H2O O2 Assim, ficamos com 6 átomos de cloro nos produtos; então, multiplicamos por 6 o ácido perclórico (HClO4) e o cloro fica balanceado. E, multiplicamos por 3 a água, para balancear o hidrogênio: 2 KMnO HClO4 2 KClO Mn(ClO4) H2O O2 Só fica faltando o oxigênio, que, nos reagentes, estão em 32 átomos, mas nos produtos estão em número maior, 37. Dividindo o gás oxigênio (O2) por 2, chegamos à fração 5/2, que balanceia o oxigênio: 2 KMnO HClO4 2 KClO Mn(ClO4) H2O + 5/2 O2 Para retirar o coeficiente que está na forma de fração, podemos multiplicar toda a equação por 2; acrescentando os estados físicos, a equação está pronta: KMnO4(s) + 12HClO4(aq) 4KClO4(aq) + 4Mn(ClO4)2(aq) + 6H2O(l) + 5O2(g)
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EXERCÍCIO 4 Equação não balanceada e Nox dos elementos
Ni2P2O Cl H4P2O7 Ni4(P2O7) HCl Ni zero Ni3+ Cl1- Obs.: P2O74- Equilibrando elétrons ganhos e perdidos O níquel perdeu 1 elétron; o cloro ganhou 1 elétron. Mas, como o níquel tem atomicidade 4 nos produtos, vamos multiplicá-lo por 4: Ni x 1 x 4 = 4 Cl x 1 = 1 Invertendo coeficientes: Ni = 1 e Cl = 4 Equação com coeficientes invertidos: Ni2P2O Cl H4P2O7 Ni4(P2O7) HCl Continuando pelo “método das tentativas” Multiplicando o pirofosfato de níquel IV (Ni2P2O7) por 2, balanceamos o níquel. E por 2 o gás cloro (Cl2), balanceamos o cloro: 2 Ni2P2O Cl H4P2O7 Ni4(P2O7) HCl Os átomos de fósforo e oxigênio ficaram automaticamente balanceados. Retirando o coeficiente de valor “1” e acrescentando os estados físicos, a equação está pronta: 2 Ni2P2O7 (aq) Cl2 (g) + H4P2O7 (aq) Ni4(P2O7)3 (s) HCl (aq)
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EXERCÍCIO 5 Equação não balanceada e Nox dos elementos
Fe3(PO4)2 + NaMnO4 + H3PO4 FePO4 + Na3PO4 + Mn3(PO4)2 + H2O Obs.: todos os átomos de fósforo formam íons fosfato (PO43-), tanto nos reagentes quanto nos produtos; portanto, não variam seus Nox: Fe Mn Fe Mn2+ Equilibrando elétrons ganhos e perdidos O ferro perdeu 1 elétron; o manganês, ganhou 5 elétrons. Mas o manganês tem atomicidade 3 nos produtos, o que dá 15 elétrons ganhos. E há 3 átomos de ferro nos reagentes: Fe x 1 x 3 = 3 e Mn x 5 x 3 = 15 Como 15 é múltiplo de 3, simplificamos: Fe = 1 e Mn = 5 Invertendo os coeficientes para equilibrar os elétrons ganhos e perdidos: Fe = 5 e Mn = 1 Equação com os coeficientes invertidos: 5Fe3(PO4)2 + 1NaMnO4 + H3PO4 FePO4 + Na3PO4 + Mn3(PO4)2 + H2O Continuando pelo “método das tentativas” Multiplicando o fosfato de ferro (FePO4) por 15, equilibramos o ferro. Multiplicando o permanganato de sódio (NaMnO4) por 3, equilibramos o sódio (Na) e o manganês (Mn): 5Fe3(PO4)2 + 3NaMnO4 + H3PO4 15FePO4 + Na3PO4 + Mn3(PO4)2 + H2O
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Como temos 18 átomos de fósforo (P) nos produtos, multiplicamos por 8 o ácido fosfórico (H3PO4) nos reagentes, já que há 10 átomos desse elemento no fosfato ferroso, Fe3(PO4)2 : 5Fe3(PO4)2 + 3NaMnO4 + 8H3PO4 15FePO4 + Na3PO4 + Mn3(PO4)2 + H2O Para equilibrar oxigênios e hidrogênios, basta multiplicar por 12 a água. Acrescentando os estados físicos, a equação está pronta: 5 Fe3(PO4)2(s) + 3 NaMnO4(aq) + 8 H3PO4(aq) 15 FePO4(s) + Na3PO4(aq) + Mn3(PO4)2(s) H2O(l) EXERCÍCIO 6 Al(MnO4)3 + H2O2 + H2SO4 Al2(SO4)3 + MnSO4 + H2O + O2 Mn O1-(peróxido) Mn zero Equilibrando elétrons ganhos e perdidos O manganês ganhou 5 elétrons, mas com atomicidade 3 nos reagentes, dá um total de 15 elétrons ganhos. O oxigênio perdeu 1 elétron, mas tem atomicidade 2 no oxigênio gasoso (O2) nos produtos : Mn x 5 x 3 = 15 Oxig. x 1 x 2 = 2 Invertendo os coeficientes: Mn = 2 O = 15 Obs.: Multiplicar o oxigênio que sofreu mudanças de NOx por 15, ou seja, apenas o peróxido de hidrogênio (H2O2) ou o gás oxigênio (O2):
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EXERCÍCIO 7 Equação com os coeficientes invertidos:
2 Al(MnO4) H2O2 + H2SO4 Al2(SO4)3 + MnSO4 + H2O + O2 Continuando pelo “método das tentativas” Para equilibrar o manganês, basta multiplicar o sulfato de manganês II (MnSO4) por 6: 2 Al(MnO4) H2O2 + H2SO4 Al2(SO4)3 + 6 MnSO4 + H2O + O2 Como temos 9 átomos de enxofre nos produtos, temos que multiplicar por 9 o ácido sulfúrico (H2SO4). Com isso, passamos a ter 48 átomos de hidrogênio nos reagentes, que equilibramos multiplicando a água por 24: 2 Al(MnO4) H2O H2SO4 Al2(SO4)3 + 6 MnSO4 + 24H2O+ O2 Agora, basta multiplicar o gás oxigênio por 15 para equilibrar os átomos de oxigênio, e temos a equação balanceada: 2Al(MnO4)3 + 15H2O2 + 9H2SO4 Al2(SO4)3 + 6MnSO4 + 24H2O+ 15O2 EXERCÍCIO 7 K2Cr2O HBr KBr CrBr H2O O2 Cr6+O2- Cr3+ zero Equilibrando elétrons ganhos e perdidos O cromo ganhou 3 elétrons e tem atomicidade 2. Alguns átomos de oxigênio perderam 2 elétrons, mas apenas os que formaram o gás oxigênio (O2); os que formaram a água, continuaram com Nox 2-: Cr x 3 x 2 = 6 elétrons ganhos / Oxig x 2 x 2 = 4 elétrons perdidos
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Invertendo os coeficientes:
Cr = 4 O = 6 Equação com coeficientes invertidos: K2Cr2O HBr KBr CrBr H2O O2 Continuando pelo “método de tentativas” Multiplicar o dicromato de potássio (K2Cr2O7) por 2, para equilibrar o cromo: 2 K2Cr2O HBr KBr CrBr H2O O2 Multiplicamos o brometo de potássio (KBr) por 4, para equilibrar o potássio: 2 K2Cr2O HBr 4 KBr + 4 CrBr H2O O2 Assim, ficamos com 16 átomos de bromo nos produtos; então, multiplicamos por 16 o ácido bromídrico (HBr): 2 K2Cr2O HBr 4 KBr CrBr3 + H2O O2 Agora, basta multiplicar por 8 a água, para equilibrar o hidrogênio. O oxigênio precisa ser corrigido, dividindo-o por dois no gás oxigênio, passando para 3: 2 K2Cr2O7(aq) + 16HBr(aq) 4 KBr(aq) + 4 CrBr3(aq) + 8 H2O(l) + 3 O2 (g) Acrescentando os estados físicos, a equação está pronta: 2 K2Cr2O7(aq) + 16HBr(aq) 4 KBr(aq) + 4 CrBr3(aq) + 8 H2O(l) + 3 O2 (g)
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EXERCÍCIO 8 NiSO3 + HNO3 + H2SO3 Ni2(SO3)3 + NO + H2O
Ni N Ni3+ N2+ Equilibrando elétrons ganhos e perdidos O níquel perdeu 1 elétron e tem atomicidade 2. O nitrogênio ganhou 3 elétrons: Ni x 1 x 2 = 2 N x 3 = 3 Invertendo os coeficientes: Ni = 3 N = 2 Equação com coeficientes invertidos: NiSO HNO H2SO3 3 Ni2(SO3) NO H2O Continuando pelo “método das tentativas” Multiplicando por 6 o nitrito de níquel II (NiSO3), o níquel equilibra: 6 NiSO HNO H2SO3 3 Ni2(SO3) NO + H2O Passamos a ter 9 átomos de enxofre nos produtos; e, para equilibrá-los, precisamos multiplicar por 3 o ácido sulfuroso (H2SO3): 6 NiSO HNO H2SO3 3 Ni2(SO3) NO H2O Para balancear o nitrogênio, temos que multiplicar o ácido nítrico (HNO3) por 2. Com isso, teremos 8 átomos de hidrogênio nos reagentes, que podem ser balanceados multiplicando por 4 a água. A equação está balanceada: 6 NiSO HNO H2SO3 3 Ni2(SO3) NO H2O
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EXERCÍCIO 9 Ba(MnO4)2 + Zn(OH)2 BaMnO4 + ZnMnO4 + H2O + O2
Mn O2- Mn Mn zero Equilibrando elétrons ganhos e perdidos Apenas alguns átomos de oxigênio, os do íon hidróxido (OH1-), mudaram para Nox zero, formando gás oxigênio (O2); os demais oxigênios não mudaram o estado de oxidação, pois tanto no ânion permanganato (MnO41-) quanto no ânion manganato (MnO42-), eles continuam com Nox 2-. O oxigênio passou de 2- para zero: perdeu 2 elétrons. O manganês passou de 7+ para 6+: ganhou 1 elétron: O = 2 Mn = 1 Invertendo os coeficientes: O = 1 Mn = 2 Equação com coeficientes invertidos: 2 Ba(MnO4) Zn(OH)2 BaMnO4 + ZnMnO4 + H2O O2 Continuando pelo “método das tentativas” Para balancear o manganês, multiplicamos os compostos que contém manganês nos produtos por 2, balanceando o bário (Ba) automaticamente: 2 Ba(MnO4) Zn(OH)2 2 BaMnO ZnMnO4 + H2O O2
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Para balancear o zinco, multiplicamos o hidróxido de zinco nos reagentes por 2. Mas, isso multiplica os átomos de hidrogênio dos reagentes, totalizando 4. Então, multiplicamos a água por 2. Os oxigênios já estão balanceados. A equação está pronta, faltando apenas inserir os estados físicos: 2 Ba(MnO4) Zn(OH)2 2 BaMnO ZnMnO H2O + O2 EXERCÍCIO 10 PtSO4 + Na2Cr2O7 + H2SO4 Pt(SO4)2 + Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O Pt Cr Pt Cr3+ Equilibrando elétrons ganhos e perdidos A platina perdeu 2 elétrons e tem um só átomo nos reagentes. O cromo ganhou 3 elétrons, mas tem dois átomos nos reagentes e produtos: Pt x 1 x 2 = 2 Cr x 3 x 2 = 6 Simplificando por 2, temos os coeficientes 1 e 3. Invertendo, para equilibrar o número de elétrons ganhos e perdidos, temos: Pt = 3 Cr = 1 Equação com coeficientes invertidos: 3 PtSO4 + 1Na2Cr2O7 + H2SO4 Pt(SO4)2 + Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O
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Continuando pelo “método das tentativas”
O cromo e o sódio já estão balanceados. Para equilibrar a platina, multiplicamos por 3 o sulfato de platina I, Pt(SO4)2, nos produtos. Com isso, ficamos com 6 átomos de enxofre (S) nos produtos, bastando multiplicar por 7 o ácido sulfúrico para equilibrar o enxofre: 3PtSO4 + Na2Cr2O7 + 7H2SO4 3Pt(SO4)2 + Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7 H2O Finalmente, basta multiplicar também por 7 a água para equilibrar hidrogênios e oxigênios, e a equação está pronta, bastando acrescentar os estados físicos das substâncias: 3PtSO4 + Na2Cr2O7 + 7H2SO4 3Pt(SO4)2 + Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O
