Resoluções das atividades

QUÍMICA 1

1Pré-Universitário – Livro 2

Atividades para sala

Aula 7 Métodos de balanceamento deequações químicas II

01 B

Essa equação será balanceada pelo método da variação do Nox.

a P4 + b HNO3 + c H2O d H3PO4 + e NO

0

+2+5

+5

Agente oxidante

Agente redutor

Nox ↑

Nox ↓

Oxidação

Redução

3 P4: oxidação ⇒ Dt = 5 · 4 = 20 · 3 = 60 e–

20 HNO3: redução ⇒ Dt = 3 · 1 = 3 · 20 = 60 e–

Índice do P

Índice do N

Assim, a equação balanceada será: a = ? b = ? c = ? d = ? e = ?

3 P4 + 20 HNO3 + 8 H2O 12 H3PO4 + 20 NO

Logo, a = 3, c = 8, e = 20.

02 C

Essa equação será balanceada pelo método da variação

do Nox.

H2C2O4(aq) + MnO–4(aq) + H+

(aq) CO2(g) + Mn2+(aq) + H2O(l)

+7 +2

+4+3

Agente oxidante

Agente redutor

Nox ↓

Nox ↑

Redução

Oxidação

5 H2C2O4(aq): oxidação ⇒ Dt = 1 · 2 = 2 · 5 = 10 e–

2 MnO–4(aq): redução ⇒ Dt = 5 · 1 = 5 2 = 10 e–

Índice do C

Índice do Mn

Assim, a equação balanceada será:

5 H2C2O4(aq) + 2 MnO–4(aq) + 6 H+

(aq) 10 CO2(g)+ 2 Mn2+(aq) + 8 H2O(l)

Logo, a soma dos coeficientes dos produtos é: 10 + 2 + 8 = 20

03 A

Essa equação será balanceada pelo método da variação do Nox.

Redução

Agente oxidante

Agente redutor

Oxidação

Nox ↑

Nox ↓

KMnO4 + H2O2+H2SO4 → MnSO4 + K2SO4 + O2 + H2O

–1 0

+7 +2

Para igualar o número de elétrons perdidos pelo redutor ao número de elétrons perdidos pelo oxidante, tem-se:

5 H2O2: oxidação ⇒ Dt = 1 · 2 = 2 · 5 = 10 e–

2 KMnO4: redução ⇒ Dt = 5 · 1 = 5 · 2 = 10 e–

Índice do Mn

Índice do O

Assim, a equação balanceada será:

2 KMnO4 + 5 H2O2 + 3 H2SO4 → 2 MnSO4 + 1 K2SO4 + 5 O2 + 8 H2O

Logo, a soma dos coeficientes é: 2 + 5 + 3 + 2 + 1 + 5 + 8 = 26, e o agente oxidante é o KMnO4.

04 A

As equações só podem ser balanceadas pelo método íon-elétron.

1. Dividir a equação dada em duas meias-equações e, fazer o balanceamento destas: I. +7 –1 +2 0

MnO–4(aq) + H2O2(l) Mn(aq) + O2(g) (meio ácido)

Meias-equações:

Da semirreação de oxidação:

1 H2O2(l) oxi

1 O2(g) + 2 H+(aq) + 2 e–

Da semirreação de redução:

MnO–4(aq)+ 8 H+

(aq) + 5 e– red Mn2+(aq) + 4 H2O(l)

2. Para igualar o número de elétrons perdidos pelo redu-tor (H2O2) ao número de elétrons ganhos pelo oxidante (MnO–

4), multiplica-se a meia-equação da semirreação de oxidação por 5 e a meia-equação da semirreação de redução por 2, e soma-se as meias-equações para obtenção da equação balanceada.

QUÍMICA 1

2 Pré-Universitário – Livro 2

8 16 8 32 242 2A H O A O H es aq aql l

l

( ) ( ) ( ) ( )+ + +− + −

3 27 24 3 93 3 2NO H e NH H Oaq aq g( ) ( ) ( ) ( )− + −+ + +

l

8 3 7 8 3 53 2 2 3A NO H O A O NH Hs aq aq g aql l

l( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )+ + + +− − +

oxi

red

+

Como o meio reacional solicitado é básico, acrescenta-se 5 HO– a cada membro da equação. Assim:

8 3 7 5 8 3 53 2 2 3A NO H O HO A O NH Hs aq aq aq g aql l

l( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )+ + + + +− − − ++ −+ 5 HO aq( )

Finalmente:

8 3 2 5 8 33 2 2 3A NO H O HO A O NHs aq aq aq gl l

l( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )+ + + +− − −

5H2O(l)

meiobásico

Coeficiente da água

Presença de

+

–1 0

5 H2O2(l) oxi 5 O 2(g) + 10 H+

(aq) + 10 e–

+7

2 MnO–4(aq) + 16 H+

(aq) + 10 e– red 2 Mn2+(aq) + 8 H2O(l)

Coeficiente da águapresença de

2 MnO–4(aq) + 5 H2O2(l) + 6 H+

(aq) meioácido

2 MN2+(aq) + 5 O2(g) + 8 H2O(l)

0 +5 –3 +3

Al(s) + NO–3(aq) NH3(g) + AlO–

2(aq)(meio básico)

Meias-equações:

Da semirreação de oxidação:

0 +3

Al(s) + 2 H2O(l) oxi AlO–

2(aq) + 4 H+(aq) + 3 H2O(l) + 3 e–

Da semirreação de redução:

+5 –3

NO–3(aq)+ 9 H+

(aq) + 8 e– red NH3(g) + 3 H2O(l)

Para igualar o número de elétrons perdidos pelo redu-tor (Al) ao número de elétrons ganhos pelo oxidante (NO–

3), multiplica-se a meia-equação da semirreação de oxidação por 8 e a meia-equação da semirreação de redução por 3, e soma-se as meias-equações para obtenção da equação balanceada.

Atividades propostas

01 C

Equação da reação:

MnO2–4(aq) MnO2(s) + MnO–

4(aq) (meio ácido)

Meias-equações:

Da semirreação de redução:

MnO2–4(aq) + 4 H+

(aq) + 2 e– MnO2(s) + 2 H2O(l)

Da semirreação de oxidação:

MnO2–4(aq) MnO–

4(aq) + 1 e–

red

oxi

Para igualar o número de elétrons perdidos pelo redu-tor (MnO2–

4 ) ao número de elétrons ganhos pelo oxidante (MnO2–

4 ), multiplica-se a meia-equação da semirreação de oxidação por 2 e somam-se as meias-equações para obtenção da equação balanceada.

MnO aq42

( )− + 4 H aq( )

+ + 2e− MnO2(s) + 2 H2O(l)

2 42MnO aq( )

− 2 4MnO aq( )

− + 2e−

3 42MnO aq( )

− + 4 H aq( )

+ 2 4MnO aq( )− + 1 MnO2(s) + 2 H2O(l)

oxi

red

meioácido

+

presença de Logo, os coeficientes de MnO2–

4 , MnO–4 e MnO2 são, res-

pectivamente, 3, 2 e 1.

02 A

A equação será balanceada pelo método da variação do Nox.

y Cr O aq2 72

( )− + xH aq( )

+ + C2H6O(g) Craq( )3+ + z C2H4O(aq) + H2O(l)

–2 –1

+3+6

Agente oxidante

Agente redutor

Nox ↑

Oxidação

Nox ↓ Redução

1Cr O aq2 72

( )− : redução ⇒ Dt = 3 · 2 = 6 : 2 = 3 · 1 = 3 e–

6 C2H6O(g): oxidação ⇒ Dt = 1 · 2 = 2 : 2 = 1 · 3 = 3 e–

Índice do Cr

Índice do C

↑dividir por 2

↓

Assim, a equação balanceada será: y = ? x = ? z = ?

1 Cr O aq2 72

( )−

+ 8 H aq( )+ + 3 C2H6O(g) 2 Craq( )

3+ + 3 C2H4O(aq)

Álcool Aldeído

Logo, x = 8, y = 1 e z = 3.

Nox = –1 Nox = +1

03 C

t H+ + u MnO4– + v Fe2+ x Fe3+ + y Mn2+ + z H2O

+7 +2

+2 +3Nox ↑

Nox ↓Redução

Oxidação

1 MnO–4: redução ⇒ Dt = 5 · 1 = 5 · 1 = 5 e–

5 Fe2+: oxidação ⇒ Dt = 1 · 1 = 1 · 5 = 5 e–

Índice do Mn

Índice do Fe

QUÍMICA 1

3Pré-Universitário – Livro 2

8 H+ + 1 MnO4– + 5 Fe2+ → 5 Fe3+ + 1 Mn2+ + 4 H2O

Logo: t = 8, u = 1, v = 5, x = 5, y = 1 e z = 4.

04 C

Cr2O2–7 + H+ + SO2–

3 → Cr3+ + H2O + SO2–4

+6 +1Nox ↑

Redução

Logo, a meia-equação da semirreação de redução é

Cr2O2–7 + 14 H+ + 6 e– → 2 Cr3+ + 7 H2O.

05 A

Usando o método da variação do Nox:

As2S5 + NH4OH + H2O2 (NH4)3 AsO4 + (NH4)2SO4 + H2O

Nox ↑

Nox ↓ Agente redutor

–2 +6

–2–1

+5 +5

Oxidação

Redução

1 As2S5: oxidação ⇒ Dt = 8 · 5 = 40 : 2 = 20 · 1 = 20 e–

20 H2O2: redução ⇒ Dt = 1 · 2 = 2 : 2 = 1 · 20 = 20 e–

Índice do S

Índice do O

1 As2S5 + 16 NH4OH + 20 H2O2

2 (NH4)3AsO4 + 5 (NH4)2SO4 + 28 H2O

Após a equação balanceada, a soma dos coeficientes dos produtos é igual a: 2 + 5 + 28 = 35.

06 E

Pelo método íon-elétron:

C2H6O(g) + Cr2O2–7(aq) + H+

(aq) Cr 3+(aq) + C2H4O2(g) + H2O(l)

Meias-equações:

Da semirreação de oxidação:

oxi–2 –1

Agente redutor

C2H6O(g) + H2O C2H4O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e–

A Da semirreação de redução:

Cr2O2–7(aq) + 14 H+

(aq) + 6 e– 2 Cr 3+(aq) + 7 H2O(l)

red

Agente oxidante

Para igualar o número de elétrons perdidos pelo redu-tor (C2H6O) ao número de elétrons ganhos pelo oxidante

(C2H4O2), multiplica-se a meia-equação da semirreação de oxidação por 3 e a meia-equação da semirreação de redu-ção por 2, e soma-se as meias-equações para obtenção da equação balanceada.

3 C2H6O(g) + 3 H2O 3 C2H4O2(g) + 12H aq( )+ + 12 e–

2 Cr O aq2 72

( )− + 28 H aq( )

+ + 12 e– 4 Craq( )

3+ + 14 H2O(l)

3 CH3CH2OH(g) +2 Cr O aq2 72

( )− +16H aq( )

+ 4 Craq( )

3+ + 3 CH3COOH(g) + 11 H2O(l)

oxi

+

Nox = +3

Álcool etílico

A soma dos coeficientes após a equação balanceada é:

3 + 2 + 16 + 4 + 3 + 11 = 39

07 B

A equação fornece os coeficientes 5, 1 e 1 para as espécies químicas HSO3

–, H2O e I2. Portanto, os demais coeficientes x, y e w serão determinados por tentativas:

2 IO3– + 5 HSO3

– → 1 H2O + H+ + 1 I2 + 5 SO42–

Ajustando o hidrogênio:

2 IO–3(aq) + 5 HSO3

–(aq) → 1 H2O(l) + 3 H+

(aq) + 1 I2(s) + 5 SO42–

(aq)

Verificando a soma total das cargas do 1º e do 2º membro da equação:

1o membro: (–2) + (–5) = –7

2o membro: (0) + (+3) + (–10) = –7

Assim: x = 2, y = 3 e w = 5

A soma de todos os coeficientes após a equação balan-ceada é: 2 + 5 + 1 + 3 + 1 + 5 = 17

Determinando o Nox do enxofre e do iodo: +4 +6

IO3– + HSO3

– → H2O + H+ + I2 + SO42–

+5 0

Oxidação

Nox ↑

Nox ↓

Redução

Após analisar a equação dada, conclui-se o seguinte:

I. (F) Os valores dos coeficientes do balanceamento x, y e z são, respectivamente, 2, 3 e 5.

II. (V)III. (V)IV. (V)

08 B

I. (F)

Nox→ –3 –1 Nox → –3 +1

Álcool etílico Etanal

QUÍMICA 1

4 Pré-Universitário – Livro 2

II. (V)III. (V)IV. (V)V. (V)

09 C

K2Cr2O7 + C6H12O6 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + CO2 + H2O

+6 +3

0 +4Nox ↑

Nox ↓Redução

Oxidação

+6 +6 +6

4 K2Cr2O7: redução ⇒ Dt = 3 · 2 = 6 : 6 = 1 · 4 = 4 e–

1 C6H12O6: oxidação ⇒ Dt = 4 · 6 = 24 : 6 = 4 · 1 = 4 e–

índice do Cr

índice do C

4 K2Cr2O7(aq) + 1 C6H12O6(aq) + 16 H2SO4(aq) →

4 Cr2(SO4)3(aq) + 4 K2SO4(aq) + 6 CO2(g) + 22 H2O(l)

Soma dos coeficientes dos reagentes: 4 + 1 + 16 = 21

10 C

H2S + Br2 + H2O → H2SO4 + HBr

–2 +6

Agente redutor Agente oxidante

Nox ↑

Nox ↓

Oxidação

Redução–10

1 H2S: oxidação ⇒ Dt = 8 · 1 = 8 : 2 = 4 · 1 = 4 e–

4 Br2: redução ⇒ Dt = 1 · 2 = 2 : 2 = 1 · 4 = 4 e–

Índice do S

Índice do Br

1 H2S + 4 Br2 + 4 H2O → 1 H2SO4 + 8 HBr

Após a equação balanceada, conclui-se o seguinte:

a) (F) O sulfeto de hidrogênio (H2S) é o agente redutor.b) (F) Para cada mol de H2S consumido, ocorre a produ-

ção de 8 mol de HBr.c) (V) d) (F) O bromo sofre redução.e) (F) O número de oxidação do enxofre no ácido sulfú-

rico (H2SO4) é +6.