Acerto de equações oxidação-redução

Referência : Lima, L.S., (2015) Acerto de equações oxidação-redução, Rev. Ciência Elem., V3(2):129
Autor: Luis Spencer Lima
Editor: Jorge Gonçalves
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2015.129]

As equações químicas de oxidação-redução são, normalmente, as que apresentam um maior grau de complexidade no seu acerto, pois é frequente envolverem acerto de massas e cargas eléctricas, onde se inclui o balanço de electrões cedidos pela espécie redutora e recebidos pela espécie oxidante. Os métodos mais utilizados no acerto de equações de reacções de oxidação-redução que ocorrem em solução aquosa, são o método do ião-electrão, o método da variação do número de oxidação e o método misto (o mais indicado). Vamos aqui apresentar o método do ião electrão e o método misto.

A - Método do ião-electrão

Reacções em meio Ácido

Para o acerto em meio ácido, considere-se, como exemplo, a reacção de oxidação-redução do ferro(II) e do ião dicromato, cuja equação (não acertada) é a seguinte (os estados de oxidação estão indicados entre parênteses)

(+2)		(+6),(-2)		(+3)		(+3)
Fe²⁺	+	Cr₂O₇^2-	$\longrightarrow$	Fe³⁺	+	Cr³⁺

1. Identificar as espécies que sofrem oxidação e redução (pelos estados de oxidação) e escrever as equações de oxidação e de redução em separado

Oxidação	Fe²⁺ $\longrightarrow$ Fe³⁺
Redução	Cr₂O₇^2- $\longrightarrow$ Cr³⁺

2. Acertar as massas de todos os átomos à excepção dos átomos de hidrogénio e oxigénio

Oxidação	Fe²⁺ $\longrightarrow$ Fe³⁺
Redução	Cr₂O₇^2- $\longrightarrow$ 2Cr³⁺

3. Acertar a massa dos átomos de oxigénio, por adição de moléculas de água

Oxidação	Fe²⁺ $\longrightarrow$ Fe³⁺
Redução	Cr₂O₇^2- $\longrightarrow$ 2Cr³⁺ + 7H₂O

4. Acertar as massas dos átomos de hidrogénio, por adição de iões H⁺

Oxidação	Fe²⁺ $\longrightarrow$ Fe³⁺
Redução	Cr₂O₇^2- + 14H⁺ $\longrightarrow$ 2Cr³⁺ + 7H₂O

5. Acertar ambas as equações em termos de carga eléctrica, por adição de electrões (e^-)

Oxidação	Fe²⁺ $\longrightarrow$ Fe³⁺ + e^-
Redução	Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^- $\longrightarrow$ 2Cr³⁺ + 7H₂O

6. Multiplicar cada semi-equação pelo valor correspondente, para que o número de electrões cedidos na reacção de oxidação coincida com o número de electrões captados na reacção de redução

Oxidação	6 $\times$ (Fe²⁺ $\longrightarrow$ Fe³⁺ + e^-)
Redução	1 $\times$ (Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^- $\longrightarrow$ 2Cr³⁺ + 7H₂O)

7. Somar as duas semi-equações para formar a equação global e simplificar/eliminar as espécies comuns aos reagentes e produtos

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + ~~6e^-~~ $\longrightarrow$ 6Fe³⁺ + ~~6e^-~~ + 2Cr³⁺ + 7H₂O

8. Escrever a equação global e verificar se ambos os membros estão certos quanto às massas e quanto às cargas

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 14H⁺ $\longrightarrow$ 6Fe³⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂O

Cada membro tem 6 moles de Fe, 2 moles de Cr, 7 moles de O e 14 moles de H e tem uma carga total de +24.

Reacções em meio Alcalino

Para exemplificar o acerto em meio alcalino, ou básico, considere-se a mesma reacção de oxidação-redução anterior. Os passos 1 e 2 são idênticos ao acerto em meio ácido.

3. Acerto no número de átomos de oxigénio: por cada átomo de oxigénio em excesso num membro da equação, adicionar uma molécula de H₂O nesse membro e dois iões OH^- no membro oposto

Oxidação	Fe²⁺ $\longrightarrow$ Fe³⁺
Redução	Cr₂O₇^2- + 7H₂O $\longrightarrow$ 2Cr³⁺ + 14OH^-

4. Se for necessário acertar o número de átomos de hidrogénio, por cada H em excesso num dos membros da equação, adicionar um ião OH^- nesse membro e uma molécula de H₂O no membro oposto

Os passos seguintes são idênticos aos passos 5 a 8 do acerto em meio ácido, resultando em

Oxidação	6 $\times$ (Fe²⁺ $\longrightarrow$ Fe³⁺ + e^-)
Redução	1 $\times$ (Cr₂O₇^2- + 6e^- + 7H₂O) $\longrightarrow$ 2Cr³⁺ + 14OH^-

	6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 7H₂O $\longrightarrow$ 6Fe³⁺ + 2Cr³⁺ + 14OH^-

B - Método misto

Este método é uma melhoria do método anterior, começando-se pela determinação do número de electrões em jogo a partir da variação do número de oxidação dos átomos que sofrem oxidação e redução. Acertam-se seguidamente as cargas com as espécies H⁺ ou HO^- em cada uma das semi-equações (ou equações de eléctrodo), conforme a reacção ocorra em meio ácido ou alcalino, e acertam-se as massas de H e O com moléculas H₂O.

Reacções em meio ácido

Considere-se novamente a reacção de oxidação-redução do ferro (II) com o ião dicromato:

(+2)		(+6),(-2)		(+3)		(+3)
Fe²⁺	+	Cr₂O₇^2-	$\longrightarrow$	Fe³⁺	+	Cr³⁺

1. Identificadas as espécies que sofrem oxidação e redução (pelos números de oxidação) e acertadas as massas dos átomos que sofrem oxidação e redução, determinam-se os números dos electrões em cada equação de eléctrodo através da variação dos números de oxidação (Ferro: passa de 2+ a 3+, perde um electrão; Crómio: passa de 6+ a 3+, ganha 3 electrões por átomo):

Oxidação	Fe²⁺ $\longrightarrow$ Fe³⁺ + e^-
Redução	Cr₂O₇^2- + 2 $\times$ 3e^- $\longrightarrow$ 2Cr³⁺

2. Acertar as cargas, por adição de iões H⁺

Oxidação	Fe²⁺ $\longrightarrow$ Fe³⁺ + e^-
Redução	Cr₂O₇^2- + 6e^- + 14H⁺ $\longrightarrow$ 2Cr³⁺

3. Acertar as massas dos átomos de hidrogénio, por adição de H₂O:

Oxidação	Fe²⁺ $\longrightarrow$ Fe³⁺ + e^-
Redução	Cr₂O₇^2- + 6e^- + 14H⁺ $\longrightarrow$ 2Cr³⁺ + 7H₂O

4. Multiplicar cada semi-equação pelo valor correspondente, para que o número de electrões cedidos na reacção de oxidação coincida com o número de electrões captados na reacção de redução e somar as duas semi-equações para formar a equação global e simplificar/eliminar as espécies comuns aos reagentes e produtos

Oxidação	6 $\times$ (Fe²⁺ $\longrightarrow$ Fe³⁺ + e^-)
Redução	1 $\times$ (Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^- $\longrightarrow$ 2Cr³⁺ + 7H₂O)

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + ~~6e^-~~ $\longrightarrow$ 6Fe³⁺ + ~~6e^-~~ + 2Cr³⁺ + 7H₂O

Por questões de segurança, convém verificar se ambos os membros estão certos quanto às massas e quanto às cargas

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 14H⁺ $\longrightarrow$ 6Fe³⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂O

Cada membro tem 6 moles de Fe, 2 moles de Cr, 7 moles de O e 14 moles de H e tem uma carga total de +24.

Reacções em meio alcalino

Considere-se novamente a reacção de oxidação-redução do ferro (II) com o ião dicromato, em que os primeiros passos são iguais.

Oxidação	Fe²⁺ $\longrightarrow$ Fe³⁺ + e^-
Redução	Cr₂O₇^2- + 2 $\times$ 3e^- $\longrightarrow$ 2Cr³⁺

1. Acertar as cargas, por adição de iões HO^-

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 14HO^- + ~~6e^-~~ $\longrightarrow$ 6Fe³⁺ + ~~6e^-~~ + 2Cr³⁺ + 7H₂O

2. Acertar as massas dos átomos de hidrogénio, por adição de H2O:

Oxidação	Fe²⁺ $\longrightarrow$ Fe³⁺ + e^-
Redução	Cr₂O₇^2- + 6e^- + 7H₂O $\longrightarrow$ 2Cr³⁺ + 14HO^-

3. Multiplicar cada semi-equação pelo valor correspondente, para que o número de electrões cedidos na reacção de oxidação coincida com o número de electrões captados na reacção de redução e somar as duas semi-equações para formar a equação global e simplificar/eliminar as espécies comuns aos reagentes e produtos

Oxidação	6 $\times$ (Fe²⁺ $\longrightarrow$ Fe³⁺ + e^-)
Redução	1 $\times$ (Cr₂O₇^2- + 6e^- + 7H₂O $\longrightarrow$ 2Cr³⁺ + 14HO^-)

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 7H₂O + ~~6e^-~~ $\longrightarrow$ 6Fe³⁺ + ~~6e^-~~ + 2Cr³⁺ + 14HO^-

Por questões de segurança, convém verificar se ambos os membros estão certos quanto às massas e quanto às cargas

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 7H₂O $\longrightarrow$ 6Fe³⁺ + 2Cr³⁺ + 14HO^-

Cada membro tem 6 moles de Fe, 2 moles de Cr, 14 moles de O e 14 moles de H e tem uma carga total de +10.

Nota: como todas as espécies químicas estão em solução aquosa, o seu estado físico (aq) foi omitido das equações para maior clareza. São excepções a água, cujo estado é líquido (l), e os electrões.

Criada em 27 de Fevereiro de 2010
Revista em 4 de Setembro de 2010
Aceite pelo editor em 13 de Setembro de 2010

Acerto de equações oxidação-redução

A - Método do ião-electrão

B - Método misto

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