Química · 9.ª–12.ª classe

Como acertar equações redox?

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  • 4 exemplos resolvidos
  • 5 exercícios com solução
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Resposta curta

Para acertar uma equação redox, identifique o elemento que perde eletrões (o nox aumenta) e o que ganha (o nox diminui), e escolha coeficientes para que os eletrões perdidos sejam iguais aos ganhos. Depois acerte os restantes átomos e confirme que a carga total é igual nos dois membros.

Quando se aplica

Uma reação é de oxidação-redução (redox) quando há transferência de eletrões, ou seja, quando o número de oxidação (nox) de pelo menos dois elementos muda. É nestes casos que o simples «tentar coeficientes» falha, porque é preciso garantir também o balanço de eletrões e, nas equações iónicas, o balanço de cargas.

Há dois métodos habituais:

  • Método do nox (variação do número de oxidação): bom para equações moleculares simples, como Fe2O3 + CO → Fe + CO2.
  • Método das semirreações (ião-eletrão): o mais seguro em solução aquosa, sobretudo com MnO4- ou Cr2O72-, porque inclui H+, OH- e H2O.

Pré-requisitos

  • Calcular o nox de um elemento num composto ou ião (ver o artigo do MeuGuia sobre número de oxidação).
  • Saber que oxidação é perda de eletrões e redução é ganho de eletrões.
  • Saber contar átomos e cargas numa equação.

Método passo a passo

Método do nox

  1. Atribua o nox a todos os elementos e identifique os dois que mudam.
  2. Calcule a variação de cada um (quantos eletrões perde ou ganha) e multiplique pelo número de átomos desse elemento na fórmula.
  3. Iguale os eletrões perdidos e ganhos: o valor de um passa a ser o coeficiente do outro (simplificando, se possível).
  4. Coloque esses coeficientes nas substâncias que contêm os elementos que mudaram.
  5. Acerte o resto por tentativas (primeiro metais e não metais, depois H, por fim O).
  6. Confirme a contagem de todos os átomos.

Método das semirreações (meio ácido)

  1. Escreva as duas semirreações (uma de oxidação, outra de redução) só com as espécies que mudam.
  2. Acerte os átomos que não são H nem O.
  3. Acerte o oxigénio juntando H2O onde falta.
  4. Acerte o hidrogénio juntando H+ onde falta.
  5. Acerte a carga juntando eletrões (e-) ao lado mais positivo.
  6. Multiplique as semirreações para os eletrões serem iguais e some-as; simplifique o que aparece dos dois lados.
  7. Verifique átomos e carga.

Se o meio for básico

Acerte como em meio ácido e, no fim, some a ambos os membros tantos OH- quantos os H+ da equação. Cada par H+ + OH- forma H2O; simplifique a água repetida.

Exemplos resolvidos

Exemplo 1 — Método do nox (básico)

Enunciado: Acerte Fe2O3 + CO → Fe + CO2.

Resolução:

  1. Nox do Fe: +3 em Fe2O3 e 0 em Fe. Nox do C: +2 em CO e +4 em CO2.
  2. O ferro ganha 3 eletrões por átomo; como Fe2O3 tem 2 Fe, ganha 2 × 3 = 6 eletrões. O carbono perde 2 eletrões por átomo.
  3. Para perder 6 eletrões são precisos 3 átomos de C, logo 3 CO.
  4. Fica Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2.
  5. Oxigénio: 3 + 3 = 6 à esquerda; 3 × 2 = 6 à direita.

Resposta: Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2. Verificação: Fe 2 = 2; C 3 = 3; O 6 = 6.

Exemplo 2 — Metal e ácido

Enunciado: Acerte Al + HCl → AlCl3 + H2.

Resolução:

  1. Nox do Al: 0 → +3 (perde 3 eletrões). Nox do H: +1 → 0 (cada H ganha 1; em H2 ganham-se 2).
  2. Para 2 Al perderem 6 eletrões, o hidrogénio tem de ganhar 6: são precisos 6 átomos de H, ou seja, 3 H2 e 6 HCl.
  3. Cloro: 6 HCl dão 6 Cl, que correspondem a 2 AlCl3 (2 × 3 = 6).

Resposta: 2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2. Verificação: Al 2 = 2; H 6 = 6; Cl 6 = 6.

Exemplo 3 — Semirreações em meio ácido

Enunciado: Acerte, em meio ácido, MnO4- + Fe2+ → Mn2+ + Fe3+.

Resolução:

  1. Redução: MnO4- → Mn2+. Oxigénio: 4 H2O à direita. Hidrogénio: 8 H+ à esquerda. Carga: esquerda −1 + 8 = +7; direita +2; juntam-se 5 e- à esquerda: MnO4- + 8 H+ + 5 e- → Mn2+ + 4 H2O.
  2. Oxidação: Fe2+ → Fe3+ + e-.
  3. Multiplique a oxidação por 5 para igualar os eletrões.
  4. Some: MnO4- + 8 H+ + 5 Fe2+ → Mn2+ + 4 H2O + 5 Fe3+.

Resposta: MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+ → Mn2+ + 5 Fe3+ + 4 H2O. Verificação: carga à esquerda −1 + 10 + 8 = +17; à direita +2 + 15 = +17; H 8 = 8; O 4 = 4.

Exemplo 4 — Nível de exame: dicromato e iodeto

Enunciado: Acerte, em meio ácido, Cr2O72- + I- → Cr3+ + I2.

Resolução:

  1. Redução: Cr2O72- → 2 Cr3+. Oxigénio: 7 H2O à direita. Hidrogénio: 14 H+ à esquerda. Carga: esquerda −2 + 14 = +12; direita 2 × 3 = +6; juntam-se 6 e- à esquerda.
  2. Oxidação: 2 I- → I2 + 2 e-.
  3. Multiplique a oxidação por 3: 6 I- → 3 I2 + 6 e-.
  4. Some e simplifique os 6 eletrões.

Resposta: Cr2O72- + 14 H+ + 6 I- → 2 Cr3+ + 3 I2 + 7 H2O. Verificação: carga à esquerda −2 + 14 − 6 = +6; à direita +6; O 7 = 7; H 14 = 14.

Erros frequentes

  • Acertar só os átomos e esquecer os eletrões ou a carga. Uma equação iónica pode ter todos os átomos certos e a carga errada (por exemplo, Zn + Ag+ → Zn2+ + Ag está desequilibrada em carga).
  • Alterar índices das fórmulas (escrever H3O em vez de H2O para «acertar»). Só se mudam coeficientes.
  • Esquecer de multiplicar o nox pelo número de átomos da fórmula (em Fe2O3 são 2 Fe, não 1).
  • Somar os eletrões em vez de os igualar. Antes de somar as semirreações, os eletrões de cada uma têm de ser em igual número.
  • Pôr H+ num meio básico sem os converter em OH- e água no fim.
  • Não simplificar as espécies repetidas nos dois lados (H2O, H+, e-), o que deixa a equação confusa.

Exercícios propostos

Tente resolver primeiro no caderno; depois confira.

1Exercício 1

Acerte Mg + O2 → MgO.

Ver dica

Mg passa de 0 a +2; cada molécula O2 recebe 4 eletrões.

Ver solução

Cada Mg perde 2 eletrões; uma molécula O2 ganha 4 (2 átomos × 2). São precisos 2 Mg por cada O2: 2 Mg + O2 → 2 MgO. Mg 2 = 2; O 2 = 2.

2Exercício 2

Acerte Cu + AgNO3 → Cu(NO3)2 + Ag.

Ver solução

Cu: 0 → +2 (perde 2). Ag: +1 → 0 (ganha 1). Precisam-se 2 Ag por cada Cu: Cu + 2 AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2 Ag. Nitrato: 2 = 2 (2 NO3 de cada lado).

3Exercício 3

Acerte, em meio ácido, Cr2O72- + Fe2+ → Cr3+ + Fe3+.

Ver dica

A semirreação do dicromato é a do Exemplo 4; cada Fe2+ perde só 1 eletrão.

Ver solução

Redução: Cr2O72- + 14 H+ + 6 e- → 2 Cr3+ + 7 H2O. Oxidação: Fe2+ → Fe3+ + e-, multiplicada por 6. Soma: Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14 H+ → 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O. Carga: −2 + 12 + 14 = +24; 6 + 18 = +24.

4Exercício 4

Acerte, em meio ácido, MnO4- + H2O2 → Mn2+ + O2.

Ver dica

A água oxigenada é o redutor: H2O2 → O2 + 2 H+ + 2 e-.

Ver solução

Redução (×2): MnO4- + 8 H+ + 5 e- → Mn2+ + 4 H2O. Oxidação (×5): H2O2 → O2 + 2 H+ + 2 e-. Soma: 2 MnO4- + 16 H+ + 5 H2O2 → 2 Mn2+ + 8 H2O + 5 O2 + 10 H+. Simplificando 10 H+: 2 MnO4- + 6 H+ + 5 H2O2 → 2 Mn2+ + 8 H2O + 5 O2. Carga: −2 + 6 = +4; +4. H: 6 + 10 = 16; 16. O: 8 + 10 = 18; 8 + 10 = 18.

5Exercício 5

Acerte, em meio básico, MnO4- + I- → MnO2 + I2.

Ver dica

Acerte primeiro como se fosse meio ácido e só no fim adicione OH-.

Ver solução

Em meio ácido: redução MnO4- + 4 H+ + 3 e- → MnO2 + 2 H2O (×2); oxidação 2 I- → I2 + 2 e- (×3). Soma: 2 MnO4- + 8 H+ + 6 I- → 2 MnO2 + 4 H2O + 3 I2. Some 8 OH- a ambos os lados: os 8 H+ formam 8 H2O à esquerda, que, depois de simplificar com as 4 H2O da direita, deixam 4 H2O à esquerda. Resultado: 2 MnO4- + 4 H2O + 6 I- → 2 MnO2 + 3 I2 + 8 OH-. Carga: −2 − 6 = −8; −8. O: 8 + 4 = 12; 4 + 8 = 12. H: 8; 8.

Perguntas frequentes

Quando devo usar o método do nox e quando o das semirreações?

O método do nox é rápido para equações moleculares com poucas espécies, como as que envolvem óxidos e metais. Em solução aquosa, com iões e água, o método das semirreações é mais seguro porque obriga a acertar também H+, OH- e a carga.

Existe um método mais rápido?

Com treino, o método do nox em duas linhas chega para muitas equações, mas não substitui a verificação final de átomos e cargas. Em exame, uma estratégia útil é decorar as duas semirreações mais frequentes (MnO4- → Mn2+ e Cr2O72- → 2 Cr3+).

Como sei se uma equação é redox?

Calcule o nox de todos os elementos nos dois lados. Se algum mudar, é redox; se todos ficarem iguais (como numa neutralização HCl + NaOH), não é.

Que erros são mais comuns?

Esquecer a carga, não igualar os eletrões antes de somar e confundir o meio ácido com o básico. Veja a secção «Erros frequentes».

Resumo

  • Numa equação redox, eletrões perdidos = eletrões ganhos.
  • O nox serve para detetar quem se oxida (nox sobe) e quem se reduz (nox desce).
  • O método das semirreações acerta primeiro átomos, depois O com H2O, H com H+ e a carga com e-.
  • Em meio básico, acerte como em meio ácido e neutralize os H+ com OH- no fim.
  • Termine sempre a confirmar átomos e carga.

Onde aprofundar

  • O manual de Química da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola), confirmando a edição em vigor.
  • A tabela periódica e a nomenclatura da IUPAC, para fórmulas e iões.
  • O manual aberto OpenStax Chemistry (em inglês), capítulo sobre reações de oxidação-redução e eletroquímica.

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