Balanceamento por Autorredox
1. O que é uma Reação de Autorredox?
No capítulo anterior, aprendemos a balancear reações onde um elemento oxidava e outro reduzia.
Mas e se o mesmo elemento fizesse os dois papéis ao mesmo tempo?
Isso acontece nas reações de autorredox, também chamadas de disproporcionamento.
Nessas reações, um único elemento sofre tanto oxidação quanto redução simultaneamente.
Isso significa que ele aparece em três estados de oxidação diferentes dentro da equação química.
🔎 Exemplo:
Br₂ + NaOH → NaBr + NaBrO + H₂O
Aqui, o bromo molecular (Br₂) tem Nox = 0. Nos produtos, ele aparece tanto como Nox = -1 (NaBr) quanto como Nox = +1 (NaBrO).
Isso significa que:
(Br⁰)₂ + Na¹⁺O²⁻H¹⁺ → Na¹⁺Br¹⁻ + Na¹⁺Br¹⁺O²⁻ + (H¹⁺)₂O²⁻
- Uma parte do Br se reduziu: Br₂ → NaBr (ganhou elétrons, redução).
- Outra parte do Cl se oxidou: Br₂ → NaBrO (perdeu elétrons, oxidação).
2. Como Identificar uma Reação de Autorredox?
Para saber se uma equação química envolve uma reação de autorredox, verifique se um mesmo elemento aparece com três estados de oxidação diferentes.
Isso significa que ele:
✅ Tem um Nox inicial nos reagentes.
✅ Nos produtos, aparece em duas formas diferentes: uma com Nox maior (oxidação) e outra com Nox menor (redução).
🔎 Exemplo: Decomposição do Peróxido de Hidrogênio (H₂O₂)
(H⁺)₂(O²⁻)₂ → (H⁺)₂O + (O⁰)₂
O oxigênio do H₂O₂ tem Nox = -1. Nos produtos, ele aparece como:
- H₂O (Nox = -2) → Redução
- O₂ (Nox = 0) → Oxidação
3. Passo a Passo do Balanceamento por Autorredox
O balanceamento segue os mesmos princípios do método da oxirredução, mas com um detalhe importante:
Os elétrons perdidos e ganhos pertencem ao mesmo elemento.
Vamos seguir os passos:
1️ Determinar os números de oxidação (Nox) de cada elemento
Atribuímos os Nox para os átomos na equação.
2️ Identificar o elemento que sofre oxidação e redução
O mesmo elemento terá três valores de Nox diferentes na equação.
3️ Calcular o número de elétrons transferidos
Para isso, utilizamos a fórmula:
(Nox maior - Nox menor) x (maior índice do elemento na equação).
4️ Inverter os resultados encontrados
Fazemos o ajuste cruzado, da mesma maneira que aprendemos no método de oxirredução.
O número de elétrons transferidos na oxidação será utilizado para balancear os elementos da redução, e vice-versa.
Mas o segredo está aqui na autorredox! Lembra que, na oxirredução padrão, você escolhia o lado de maior índice para colocar o número?
Na autorredox, você sempre escolherá o produto!!!
Porque se você escolhe o reagente, você está fixando o elemento sem levar em consideração que ele participa do outro processo também!
Se você coloca o número da redução no reagente, você está desconsiderando que essa mesma molécula participa da oxidação também!
Sendo assim, sempre coloque primeiro no produto e depois complete por tentativa!!!
5️ Finalizar o balanceamento por tentativa
Ajustamos os coeficientes normalmente.
4. Exemplo Resolvido
📌 Equação não balanceada:
Br₂ + NaOH → NaBr + NaBrO + H₂O
1️⃣ Determinar os Nox:
(Br⁰)₂ + Na¹⁺O²⁻H¹⁺ → Na¹⁺Br¹⁻ + Na¹⁺Br¹⁺O²⁻ + (H¹⁺)₂O²⁻
- Br₂ → Nox = 0
- NaBr → Nox = -1
- NaBrO → Nox = +1
2️⃣ Identificar o elemento que sofre oxidação e redução:
- Oxidação: Br de 0 → +1
- Redução: Br de 0 → -1
3️⃣ Determinar os elétrons transferidos:
- Oxidação: (1 - 0) × 2 = 2
- Redução: (0 - (-1)) × 2 = 2
- Lembrar que multiplicamos por 2 porque o maior índice está no reagente
- Os resultados são divisíveis por 2, então devemos simplificar:
- Oxidação: 2 / 2 = 1
- Redução: 2 / 2 = 1
4️⃣ Inverter os resultados encontrados:
O número de elétrons transferido na oxidação foi 1. Usaremos esse 1 para balancear o elemento que reduziu. Nesse caso, o Br.
Colocaremos o 1 nos produtos, pois o Br dos reagentes participa também da redução e não podemos fixá-lo ele agora. SEMPRE COMECE PELOS PRODUTOS.
Br₂ + NaOH → 1 NaBr + NaBrO + H₂O
O número de elétrons transferido na redução foi 1. Usaremos esse 1 para balancear o elemento que oxidou. Nesse caso, o Br.
Novamente colocaremos o 1 nos produtos, pois em autorredox, sempre começamos pelos produtos.
Br₂ + NaOH → 1 NaBr + 1 NaBrO + H₂O
5️⃣ Balancear por tentativa:
Br₂ + NaOH → 1 NaBr + 1 NaBrO + H₂O
Temos dois Br nos produtos, então precisamos multiplicar o Br₂ por 1.
1 Br₂ + NaOH → 1 NaBr + 1 NaBrO + H₂O
Temos 2 Na nos produtos, então precisamos multiplicar o NaOH por 2.
1 Br₂ + 2 NaOH → 1 NaBr + 1 NaBrO + H₂O
Temos 2 H nos reagentes, então precisamos multiplicar a H₂O por 1.
1 Br₂ + 2 NaOH → 1 NaBr + 1 NaBrO + 1 H₂O
Conferindo com os oxigênios: 2 nos reagentes e 1 + 1 = 2 nos produtos.
Agora a equação está balanceada! 🎉
1 Br₂ + 2 NaOH → 1 NaBr + 1 NaBrO + 1 H₂O
5. Exercícios para Fixação
Agora é sua vez! Balanceie as equações abaixo pelo método do autorredox:
1️⃣ Br₂ + OH⁻ → Br⁻ + BrO₃⁻ + H₂O
2️⃣ NO₂⁻ → NO₃⁻ + NO
Gabarito
1️⃣ 3 Br₂ + 6 OH⁻ → 5 Br⁻ + BrO₃⁻ + 3 H₂O
2️⃣ 3 NO₂⁻ → 2 NO₃⁻ + NO
Conclusão
Agora você já sabe como balancear reações de autorredox!
Esse conceito é essencial para entender diversos processos químicos naturais e industriais.
No próximo capítulo, vamos aprender como lidar com reações de oxirredução que envolvem três elementos. 🚀
