Balanceamento com 3 Elementos
1. O que é o Balanceamento com Três Elementos?
Se você já dominou os métodos anteriores, como o autorredox, está pronto para um desafio um pouco maior.
Dessa vez, temos três elementos diferentes envolvidos na transferência de elétrons. Isso significa que:
✅ Dois elementos sofrem oxidação e um sofre redução, ou o contrário: dois sofrem redução e um sofre oxidação.
É como se a reação química estivesse ocorrendo em um “trânsito” mais intenso de elétrons, envolvendo mais de um agente oxidante ou redutor. 🛑➡️⚡➡️🛑
🔎 Exemplo:
Vamos analisar a reação não balanceada:
As₂S₃ + HNO₃ + H₂O → H₂SO₄ + H₃AsO₄ + NO
Aqui, temos três elementos que sofrem variação de Nox: Arsênio (As), Enxofre (S) e Nitrogênio (N).
Os 5 passos que usaremos para esse balanceamento são os mesmos, só precisaremos acrescentar um detalhe:
Se tivermos duas oxidações, nós somaremos os dois números de elétrons transferidos antes de invertermos com o número da redução.
Já se tivermos duas reduções, nós somaremos os dois números de elétrons transferidos antes de invertermos com o número da oxidação.
O resto continua igual! Vamos ver.
2. Passo a Passo para Balancear
Como já disse, o método é bem parecido com o balanceamento por oxirredução, mas agora precisamos acompanhar três elementos ao mesmo tempo.
1️ Calcular os Nox de cada elemento
As₂S₃ + HNO₃ + H₂O → H₂SO₄ + H₃AsO₄ + NO
Vamos colocar o NOX de cada um:
(As³⁺)₂(S²⁻)₃ + H⁺N⁵⁺(O²⁻)₃ + (H⁺)₂O²⁻ → (H⁺)₂S⁶⁺(O²⁻)₄ + (H⁺)₃As⁵⁺(O²⁻)₄ + N²⁺O²⁻
Perceba que três elementos variaram o Nox: As, S e N.
2️ Identificar quem oxida e quem reduz
Oxidação: As³⁺ → As⁵⁺
Oxidação: S²⁻ → S⁶⁺
Redução: N⁵⁺ → N²⁺
Nesse exemplo, temos duas oxidações!
3️ Calcular o número de elétrons transferidos
OXIDAÇÃO:
(Nox maior - Nox menor) x (maior índice do elemento na equação)
Para o As, o maior índice é o 2 nos reagentes. Então: (5-3) x 2 = 2 x 2 = 4.
Para o S, o maior índice é o 3 nos reagentes. Então: (6-(-2)) x 3 = 8 x 3 = 24.
Aqui que está a diferença desse balanceamento, nós precisamos somar todos os números de elétrons transferidos de todas as oxidações.
Portanto, o número final de elétrons da oxidação é 28.
REDUÇÃO:
(Nox maior - Nox menor) x (maior índice do elemento na equação)
Para o N, o maior índice é o 1 nos dois lados. Então: (5-2) x 1 = 3 x 1 = 3.
Portanto, o número final de elétrons da redução é 3.
4️ Inverter os resultados
O número de elétrons transferido na oxidação foi 28. Usaremos esse 28 para balancear o elemento que reduziu, no caso o N.
Nesse caso, colocaremos o 28 nos dois lados, pois os dois lados possuem o mesmo índice (um nitrogênio).
As₂S₃ + 28 HNO₃ + H₂O → H₃AsO₄ + H₂SO₄ + 28 NO
O número de elétrons transferido na redução foi 3. Usaremos esse 3 para balancear um dos dois elementos que oxidou, ou o As ou o S.
Como escolher? Pela mesma regra. Escolha o elemento que tem maior índice, no lado da equação que ele tenha maior índice.
Seguindo essa regra, escolheremos o enxofre (S) no lado dos reagentes, pois o seu índice é 3.
3 As₂S₃ + 28 HNO₃ + H₂O → H₃AsO₄ + H₂SO₄ + 28 NO
5️ Completar por tentativa
3 As₂S₃ + 28 HNO₃ + H₂O → H₃AsO₄ + H₂SO₄ + 28 NO
Temos 6 As nos reagentes, então precisamos multiplicar o H₃AsO₄ por 6.
3 As₂S₃ + 28 HNO₃ + H₂O → 6 H₃AsO₄ + H₂SO₄ + 28 NO
Temos 9 S nos reagentes, então precisamos multiplicar o H₂SO₄ por 9.
3 As₂S₃ + 28 HNO₃ + H₂O → 6 H₃AsO₄ + 9 H₂SO₄ + 28 NO
Vamos olhar para os hidrogênios. Nos produtos, temos (6 x 3) + (9 x 2) = 18 + 18 = 36 H.
Nos reagentes, já temos 28, faltando acrescentar 8 hidrogênios. Portanto, precisamos multiplicar a H₂O por 4 para completar os 8 restantes.
3 As₂S₃ + 28 HNO₃ + 4 H₂O → 6 H₃AsO₄ + 9 H₂SO₄ + 28 NO
Conferimos com os oxigênios: (28 x 3) + (4 x 1) = (6 x 4) + (9 x 4) + (28 x 1) = 88.
Balanceamento correto, é claro.
3 As₂S₃ + 28 HNO₃ + 4 H₂O → 6 H₃AsO₄ + 9 H₂SO₄ + 28 NO
3. Exercícios para Fixação
Agora é sua vez, tente balancear a equação abaixo pelo método de oxirredução com três elementos:
1️ SnS + HCl + HNO₃ → SnCl₄ + S + NO + H₂O
Gabarito
1️ 3 SnS + 12 HCl + 4 HNO₃ → 3 SnCl₄ + 3 S + 4 NO + 8 H₂O
Conclusão
Agora você já domina o balanceamento por oxirredução com três elementos! 🚀
Esse método é essencial para reações químicas mais complexas, onde há múltiplas transferências de elétrons.
No próximo capítulo, vamos ver reações com água oxigenada (H₂O₂) e os desafios que elas trazem! Preparado? 🔬🔥
