3O ACERTO DOS COEFICIENTESOU BALANCEAMENTO DAS EQUAÇÕES DE OXI-REDUÇÃO

No balanceamento das equações de oxi-redução, a idéia fundamental é:

Tornar o número de elétrons cedidos pelo redutor igual ao número de elétrons recebi-dos pelo oxidante (afinal os elétrons não podem ser criados nem destruídos).

Assim, por exemplo, na equação:

o P vai ceder 3 elétrons, enquanto o Cl só poderá receber 1 elétron. Ora, para igualar a troca deelétrons, devemos ter a seguinte situação:

P Clx x

x x

xxx x xCl

x x

x x

xx Cl

x x

x x

xx

x Clx x

xx

x

Px

Portanto o acerto dos coeficientes será:

1 P " 3 Cl PCl3

Acontece, porém, que a equação dada não é totalmente correta, pois a fórmula do fósforo (bran-co) é P4 e a do cloro é Cl2. Como acertar então a equação

P4 " Cl2 PCl3 ?Basicamente, usando as mesmas idéias expostas acima:

1 P cedendo 3 elétrons (cedidos)

3 Cl recebendo 1 elétron cada ⇒ 3 " 1 elétrons (recebidos)igualdade (3 elétrons)

Agora são 4 átomos de P, cada um cedendo 3 elétrons;portanto serão 4 " 3 elétrons cedidos pelo P4.

Agora são 2 átomos de Cl, cada um recebendo 1 elétron;portanto serão 2 " 1 elétrons recebidos pelo Cl2.

P4 " Cl2 PCl3

Para igualar o número total de elétrons cedidos e recebidos, devemos ter, evidentemente, a se-guinte situação:

Isso já nos permite iniciar o balanceamento, escrevendo os coeficientes do P4 e do Cl2:

2 P4 " 12 Cl2 PCl3

Podemos perceber que ficou faltando o coeficiente do PCl3 (no 2o membro da equação). Ele seráobtido lembrando que:

O número total de átomos de cada elemento deverá ser igual no 1o e no 2o membro daequação (afinal, numa reação química, os átomos não podem ser criados nem destruídos).

Teremos então:

igualdade (24 elétrons)

2 " 4 % 8 átomos de P

2 P4 8 PCl312 Cl2"

são levados para o 2 membro

• se 1 P4 ceder 12 elétrons no total, então 2 P4 cederão 2 " 12 elétrons

• se 1 Cl2 receber 2 elétrons no total, então 12 Cl2 receberão 12 " 2 elétrons

Evidentemente, podemos simplificar a equação, dividindo todos os coeficientes por 2:P4 " 6 Cl2 4 PCl3

Dessa maneira, está encerrado o balanceamento. Observe que, até agora, não foram contados osátomos de Cl. Apenas para conferir, contamos:

• 6 " 2 % 12 átomos de Cl no 1o membro; e• 4 " 3 % 12 átomos de Cl no 2o membro da equação.Note que, sem essa igualdade, o balanceamento estaria errado.O balanceamento da equação P4 " Cl2 PCl3 poderia ser feito de outra maneira, usando-

se os números de oxidação (Nox.) dos elementos:

2a etapa: variação total dos Nox. (∆)∆ % 3 " 4 % 12 ∆ % 1 " 2 % 2

P4 PCl3Cl2"

3a etapa: o ∆ do oxidante será o coeficientedo redutor e vice-versa (regra do xis)

∆ % 12 ∆ % 22 P4 PCl312 Cl2"

2 P4 8 PCl3 ou12 Cl2"

P4 4 PCl36 Cl2"

4a etapa: completar o balanceamento e sim-plificar se possível

Veremos, a seguir, alguns exemplos de balanceamento das equações.

1o exemplo

Balancear a equação P " HNO3 " H2O H3PO4 " NO.

2a etapa: variação total dosNox. (∆)

3a etapa: o ∆ do oxidanteserá o coeficiente do redu-tor e vice-versa (regra do xis)

4a etapa: com os dois coefi-cientes obtidos acima (3 e 5),continuar o balanceamento

P H3PO4HNO3" H2O" NO"

∆ % 5 " 1 %5

∆ % 3 " 1 %3

3 P H3PO45 HNO3" H2O" NO"

∆ % 5 ∆ % 3

3 P 3 H3PO45 HNO3" H2O" 5 NO"

Contamos 3 P

Contamos 5 N

1a etapa: Nox. dos elementos e suas variações

P4 PCl3Cl2"

Variação % 3Variação % 1

Zero Zero "3 #1

P H3PO4HNO3" H2O" NO"

Zero "5 "2"5

Ocorre oxidação (5 # 0 % 5)

Ocorre redução (5 # 2 % 3)

1a etapa: Nox. dos elementose suas variações

Por fim, falta acertar o coeficiente do H2O, o que pode ser feito pela contagem dos átomos dehidrogênio ou de oxigênio:

3 P " 5 HNO3 " 2 H2O 3 H3PO4 " 5 NO

2o exemplo

Balancear a equação:

K2Cr2O7 " Na2C2O4 " H2SO4 K2SO4 " Cr2(SO4)3 " Na2SO4 " H2O " CO2

1a etapa: Nox.

dos elemen-tos e suas va-riações

K2Cr2O7 K2SO4Na2C2O4 Cr2(SO4)3" H2SO4" " Na2SO4" H2O" CO2"

"6 "3 "3 "4

Ocorre redução (6 # 3 % 3)

Ocorre oxidação (4 # 3 % 1)

K2Cr2O7 K2SO4Na2C2O4 Cr2(SO4)3" H2SO4" " Na2SO4" H2O" CO2"

∆ %3 " 2 %

6

∆ %1 " 2 %

22a etapa: va-riação totaldos Nox. (∆)

3a etapa: re-gra do xis

2 K2Cr2O7 K2SO4 Cr2(SO4)36 Na2C2O4 H2SO4" " " Na2SO4" H2O" CO2"

∆ % 6 ∆ % 2

Podemos simplificar os coeficientes 2 e 6, passando a usar 1 e 3. O coeficiente 1 não precisa serescrito; em equações longas, contudo, é bom escrevê-lo para lembrar que ele já foi acertado.

4a etapa: com os dois coeficientes obtidos acima (2 e 6, ou melhor, 1 e 3), continuar o balanceamento

1 K2Cr2O7 1 K2SO43 Na2C2O4" 1 Cr2(SO4)3" 3 Na2SO4" H2O" 6 CO2"H2SO4"

Contamos 6 Na e 6 C

Contamos 2 K e 2 Cr

Estão faltando apenas os coeficientes do H2SO4 no 1o membro e do H2O no 2o membro. Contandoos radicais SO4

2#, no 2o membro, encontramos 7; temos então:

1 K2Cr2O7 " 3 Na2C2O4 " 7 H2SO4 1 K2SO4 " 1 Cr2(SO4)3 " 3 Na2SO4 " H2O " 6 CO2

Finalmente, acertamos o coeficiente do H2O no 2o membro, contando os átomos de hidrogênio(ou de oxigênio) no 1o membro:

K2Cr2O7 " 3 Na2C2O4 " 7 H2SO4 K2SO4 " Cr2(SO4)3 " 3 Na2SO4 " 7 H2O " 6 CO2

7 H2SO4 no 1o membro

OBSERVAÇÃO

Se você acertou o coeficiente do H2O contando os átomos de hidrogênio, o balanceamento já está encer-rado. No entanto recomenda-se também a contagem dos átomos de oxigênio simplesmente para conferiro balanceamento. Não se esqueça de que a equação só estará corretamente balanceada se houver umaigualdade do número de átomos de todos os elementos, no 1o e no 2o membro.

3o exemplo

Caso de equações escritas na forma iônica, como por exemplo:MnO4

# " I# " H" Mn2" " I2 " H2O

MnO4# Mn2"I# H"" " I2" H2O"

"7 #1 Zero"2

Redução (7 # 2 % 5)

Oxidação (1 # 0 % 1)

Note que agora estamos calculando o ∆ no 2o membro da equação. É indiferente calcular o ∆ no1o ou no 2o membro da equação; no entanto é preferível calcular o ∆ do lado em que há maior númerode átomos do elemento que estamos considerando. No caso, há um átomo de iodo (I#) no 1o membroe dois átomos de iodo (I2) no 2o membro. Isso evita, em geral, o aparecimento de coeficientes fracionáriosno decorrer do balanceamento.

2a etapa: variação totaldos Nox. (-)

1a etapa: Nox. dos elemen-tos e suas variações

MnO4# Mn2"I# H"" " I2" H2O"

∆ %5 " 1 %

5

∆ %1 " 2 %

2

Finalmente:

4a etapa: completar obalanceamento

A seguir:

2 Mn2"2 MnO4# H"10 I# 5 I2""" " H2O

Contamos 2 Mn

Contamos 10 I

2 Mn2"2 MnO4# H"10 I# 5 I2""" " 8 H2O

Contamos 8 átomos de oxigênio

Contamos 16 H

2 Mn2"2 MnO4# 16 H"10 I# 5 I2""" " 8 H2O

3a etapa: regra do xis2 Mn2"MnO4

# H"I# 5 I2""" " H2O

∆ % 5 ∆ % 2

OBSERVAÇÃO

Em uma equação iônica, corretamente balanceada, o total de cargas elétricas deve ser igual no 1o e no2o membro da equação. No exemplo anterior:

1o membro: 2 " (#1) " 10 " (#1) " 16 " ("1) % "42o membro: 2 " ("2) % "4

Se essa igualdade não existir, podemos afirmar que o balanceamento está errado. Além disso, essa igual-dade pode, em certas ocasiões, ajudar durante o processo de balanceamento da equação iônica.

Resumindo o que acabamos de aprender, podemos afirmar que as etapas para o balanceamentodas equações de oxi-redução são:1a etapa: procurar todos os elementos que sofrem oxi-redução e determinar seus Nox. antes e depois dareação (variações dos Nox.).2a etapa: calcular a variação total (∆) do Nox. do oxidante e do redutor, da seguinte maneira:

∆Variação do

do elemento

Número de átomos do

elemento na molécula

considerada

ox.%N

"

(Esse cálculo pode ser feito no 1o ou no 2o membro da equação, de preferência onde o ∆ for maior, mas tenhao cuidado de só calcular o ∆ nos casos em que os átomos realmente sofrem oxi-redução.)3a etapa: tomar o ∆ do oxidante como coeficiente do redutor e vice-versa (é a regra do xis).4a etapa: prosseguir o balanceamento com o objetivo de igualar o número total de átomos de cadaelemento, no 1o e no 2o membro da equação.

Reconhecendo equações de oxi-redução8 (Fuvest-SP) Considere as transformações químicas abaixo:

I. 3 NO2 " H2O 2 HNO3 " NOII. 2 AgNO3 " 2 NaOH Ag2O " 2 NaNO3 " H2OIII. CaCO3 CaO " CO2

Ocorre óxido-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 CuCO3, forma-do pela seqüência de reações representadas pelas equações a seguir:

2 Cu (s) " O2 (g) " 2 H2O (l) 2 Cu(OH)2 (s) (equação 1)Cu(OH)2 (s) " CO2 (g) CuCO3 (s) " H2O (l) (equação 2)

Com relação ao processo global que ocorre, pode-se afirmar:a) as duas reações são de óxido-redução. d) nenhuma das reações é de óxido-redução.b) apenas a reação 1 é de óxido-redução. e) o Cu (s) é o agente oxidante da reação 1.c) apenas a reação 2 é de óxido-redução.

10 (UFV-MG) Escolha a alternativa que apresenta a equação da reação em que o átomo de enxofre sofreu oxidação.a) H2 (g) " S (s) H2S (g)b) 2 HCl (g) " FeS (s) FeCl2 (s) " H2S (g)c) SO3 (g) " Na2O (s) Na2SO4 (s)d) 2 ZnS (s) " 3 O2 (g) 2 ZnO (s) " 2 SO2 (g)e) 3 Na2S (s) " 2 FeCl3 (s) 6 NaCl (s) " Fe2S3 (s)

11 (Unirio-RJ) Analise as seguintes reações:I. 2 HCl " 2 HNO3 2 NO2 " Cl2 " 2 H2OII. Cl2 " H2O2 2 HCl " O2

III. Zn " 2 MnO2 ZnO " Mn2O3

Os agentes oxidantes das reações I, II e III são, respectivamente:a) HCl; Cl2; Zn c) HNO3; H2O2; MnO2 e) HNO3; Cl2; MnO2

b) HCl; H2O2; MnO2 d) HNO3; H2O2; Zn

a) Qual é a idéia fundamental no balanceamento de equações de oxi-redução?

b) Em um balanceamento de equação química, o que é necessário igualar no 1o e no2o membro da equação?

c) Em equações de oxi-redução, escritas na forma iônica, o que é necessário igualarno 1o e no 2o membro da equação?

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12 (UnB-DF) Qual das equações seguintes representa uma reação de oxi-redução?a) Ag" " I# AgI d) Al3" " 3 OH# Al(OH)3

b) NaI Na" " I# e) HCO#3 " H" CO2 " H2O

c) Ag" " Na Na" " Ag

13 (UFRRJ) As reações químicas de oxi-redução, basicamente, são constituídas de espécies que podem perder e receber elé-trons simultaneamente.Na reação

K2Cr2O7 " Na2C2O4 " H2SO4 K2SO4 " Cr2(SO4)3 " Na2SO4 " H2O " CO2

qual é o agente redutor?a) K2Cr2O7 b) Na2C2O4 c) H2SO4 d) K2SO4 e) Cr2(SO4)3

14 Nas transformações indicadas abaixo, e que não estão equacionadas, quais as etapas em que o ferro sofreu oxidação?

Fe FeS FeSO4 Fe2(SO4)3 Fe2O3

Balanceamento de equações de oxi-redução15 Procure acertar os coeficientes das equações seguintes pelo método de oxi-redução. (Em caso de dificuldade, tente come-

çar o balanceamento pelo 2o membro da equação.)a) KMnO4 " FeSO4 " H2SO4 K2SO4 " MnSO4 " Fe2(SO4)3 " H2Ob) MnO2 " NaI " H2SO4 Na2SO4 " MnSO4 " H2O " I2c) Bi2O3 " NaClO " NaOH NaBiO3 " NaCl " H2O

16 (PUC-MG) Dada a seguinte equação de redoxH2S " Br2 " H2O H2SO4 " 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 pólvoranegra (salitre " carvão " enxofre).Qual é a soma resultante dos valores dos coeficientes estequiométricos da reação abaixo, após balanceá-la? (considere osmenores números inteiros)

.............CuS " .............HNO3 .............Cu(NO3)2 " .............S " .............NO " .............H2O

18 Acerte os coeficientes da equaçãoCl2 " NaOH NaCl " NaClO3 " H2O

Sugestão: Comece o balanceamento pelo 2o membro, pois só aí você verá separadamente o cloro que se reduziu, no NaCl,e o cloro que se oxidou, no NaClO3.

19 Acerte os coeficientes da equaçãoK2Cr2O7 " H2O2 " H2SO4 K2SO4 " Cr2(SO4)3 " H2O " O2

Sugestão: Quando aparece H2O2 na equação, calcule o ∆ do H2O2 nele próprio, e não no O2 que aparece no 2o membro daequação; lembre-se também de que o Nox. do oxigênio no H2O2 é #1.

20 Acerte os coeficientes da equaçãoFeCl2 " H2O2 " HCl FeCl3 " H2O

Observação: Nesta questão, o H2O2 age como oxidante, ao contrário da questão anterior, na qual o H2O2 agiu comoredutor. O balanceamento, porém, segue as regras gerais, partindo-se do 1o membro da equação, em que está o H2O2.

Balanceamento das equações de oxi-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 balanceadaFe2" " Cl2 Fe3" " Cl#

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 1b) 2, 1, 2 e 2 d) 1, 1, 2 e 2

22 (UFRGS-RS) Para a reaçãoS2# " H" " NO3

# S " NO " H2Oos coeficientes estequiométricos ajustados, lidos da esquerda para a direita, são:a) 2 — 4 — 2 — 2 — 2 — 2 d) 2 — 6 — 3 — 2 — 3 — 3b) 3 — 2 — 3 — 3 — 3 — 2 e) 2 — 8 — 3 — 2 — 3 — 4c) 3 — 8 — 2 — 3 — 2 — 4

23 (Uerj) A equaçãoAu3" " Ag Ag" " Au

representa uma reação possível pelo contato, em presença de saliva, de uma obturação de ouro e outra de prata. Nessaequação, 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

I IVIIIII

24 (UFG-GO) Após a incineração de lixo, faz-se a determinação de carbono não queimado e matéria fermentável por ummétodo que se fundamenta na equação de reação seguinte:

Na2C2O4 " KMnO4 " H2SO4 K2SO4 " Na2SO4 " MnSO4 " CO2 " H2OA respeito dessa equação de reação, pedem-se:a) o agente oxidante e o agente redutor; b) o balanceamento da equação.

25 (U. São Judas Tadeu-SP) O fósforo branco (P4) é uma substância muito empregada para finalidades bélicas, na confecção debombas incendiárias e granadas luminosas. Ele é obtido pelo aquecimento, em forno elétrico, de fosfato de cálcio, areia ecoque. A equação química (não balanceada) é:

Ca3(PO4)2 " SiO2 " C CaSiO3 " CO " P4

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 1b) 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 excepcionais propriedades semicondutoras, sendo muito utilizadoem células fotoelétricas e transistores.Muitos cientistas acreditam que o arseneto de gálio deverá substituir o silício na fabricação da próxima geração de chips decomputadores ultravelozes. Sua obtenção industrial se dá através da reação:

As " H2 " Ga2O3 GaAs " H2Oa) Sabendo-se que o número de oxidação do gálio permanece inalterado, determine a variação do número de oxidação 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 oxi-redução:a) KMnO4 " HCl KCl " MnCl2 " H2O " Cl2

b) Hg " HNO3 Hg(NO3)2 " H2O " NOSugestão: Comece o balanceamento dessas equações pelo 2o membro, pois é aí que você vai encontrar o Cl2, que de fatose oxidou, e o NO, que de fato se reduziu.

28 (UFSCar-SP) O peróxido de hidrogênio dissolvido em água é conhecido como água oxigenada. O H2O2 é um agenteoxidante, mas pode também atuar como agente redutor, dependendo da reação. Na equação

KMnO4 (aq) " H2O2 (aq) " H2SO4 (aq) MnSO4 (aq) " K2SO4 (aq) " O2 (g) " H2O (l)a soma dos coeficientes estequiométricos, após o balanceamento, e o agente oxidante são:a) 26 e KMnO4 b) 24 e KMnO4 c) 26 e H2O2 d) 24 e H2O2 e) 23 e O2

29 (Mackenzie-SP) Num tubo de ensaio, contendo MnO2, adicionou-se HCl(conc.). Ocorreu uma reação de oxi-redução comliberação de gás cloro, fenômeno percebido pelo escurecimento de uma tira de papel embebida em KI, que foi colocada naboca do tubo de ensaio. O escurecimento deveu-se à formação de iodo.Equações não balanceadas:1. MnO2 " HCl MnCl2 " H2O " Cl2

2. KI " Cl2 KCl " I2Das reações equacionadas acima, são feitas as seguintes afirmações:I. Um mol de MnO2 reage com 4 mols de HCl.II. Para cada mol de I2 formado, são consumidos 2 mols de KI.III. O manganês no MnO2 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 1o e no2o membro da equação.)a) MnO4

# " SO32# " H" Mn2" " SO4

2# " H2Ob) Co2" " BrO# " H" Co3" " Br2 " H2O

31 Acerte os coeficientes da equação:NaBiO3 " H" " Mn2" Bi3" " Na" " MnO#

4 " H2O

32 (Mackenzie-SP) x IO31# " 5 HSO3

1# H2O " y H1" " I2 " w SO42#

A equação iônica acima representa a obtenção de iodo por meio da reação de iodato de sódio com bissulfito de sódio, arespeito da qual se fazem as afirmações:I. Os valores dos coeficientes do balanceamento x, y e w são, respectivamente, 2, 5 e 5.II. O número de oxidação do iodo varia de "5 para zero.III. O enxofre, no bissulfito, é oxidado.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

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