A principal diferença entre o método do íon elétron e o método do número de oxidação é que, no método do íon elétron, a reação é balanceada dependendo da carga dos íons, enquanto no método do número de oxidação, a reação é balanceada dependendo da mudança na números de oxidação de oxidantes e redutores.
Tanto o método do íon elétron quanto o método do número de oxidação são importantes no balanceamento de equações químicas. Uma equação química balanceada é fornecida para uma determinada reação química e nos ajuda a determinar quanto do reagente reagiu para dar uma determinada quantidade do produto, ou a quantidade de reagentes necessária para obter uma quantidade desejada do produto.
O que é o Método do Elétron de Íons?
O método do elétron iônico é uma técnica analítica que podemos usar para determinar a relação estequiométrica entre reagentes e produtos, usando semi-reações iônicas. Dada a equação química para uma determinada reação química, podemos determinar as duas semi-reações da reação química e equilibrar o número de elétrons e íons em cada semi-reação para obter equações completamente balanceadas.
Figura 01: Reações Químicas
Vamos considerar um exemplo para entender este método.
A reação entre o íon permanganato e o íon ferroso é a seguinte:
MnO4– + Fe2+ ⟶ Mn2 + + Fe3+ + 4H2O
As duas semi-reações são a conversão de íon permanganato em íon manganês(II) e íon ferroso em íon férrico. As formas iônicas dessas duas semi-reações são as seguintes:
MnO4– ⟶ Mn2+
Fe2+ ⟶ Fe3+
Depois disso, temos que equilibrar o número de átomos de oxigênio em cada semi-reação. Na semi-reação em que o ferroso é convertido em íon férrico, não há átomos de oxigênio. Portanto, temos que equilibrar o oxigênio na outra semi-reação.
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4O2 -
Esses quatro átomos de oxigênio vêm da molécula de água (não do oxigênio molecular porque não há produção de gás nesta reação). Então a semi-reação correta é:
MnO4– ⟶ Mn2+ + 4H2 O
Na equação acima, não há átomos de hidrogênio no lado esquerdo, mas há oito átomos de hidrogênio no lado direito, então temos que adicionar oito átomos de hidrogênio (na forma de íons de hidrogênio) à esquerda lado.
MnO4– + 8H+ ⟶ Mn2+ + 4H2O
Na equação acima, a carga iônica do lado esquerdo não é igual ao lado direito. Portanto, podemos adicionar elétrons a um dos dois lados para equilibrar a carga iônica. A carga no lado esquerdo é +7 e no lado direito é +2. Aqui, temos que adicionar cinco elétrons ao lado esquerdo. Então a semi-reação é, MnO4– + 8H+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O
Ao equilibrar a semi-reação do ferroso convertendo em íon férrico, a carga iônica converte de +2 para +3; aqui precisamos adicionar um elétron ao lado direito da seguinte forma para equilibrar a carga iônica.
Fe2+ ⟶ Fe3+ + e–
Depois disso, podemos somar duas equações equilibrando o número de elétrons. Temos que multiplicar a semi-reação com a conversão de ferroso em férrico por 5 para obter cinco elétrons e, em seguida, adicionando esta equação de semi-reação modificada à semi-reação com a conversão de permanganato em íon manganês(II), os cinco elétrons em cada lado se cancelam. A reação a seguir é o resultado dessa adição.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ + 5e– ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe 3+ + 5e–
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
O que é o Método do Número de Oxidação?
O método do número de oxidação é uma técnica analítica que podemos usar para determinar a relação estequiométrica entre reagentes e produtos, usando a mudança na oxidação de elementos químicos quando a reação passa de reagentes para produtos. Em uma reação redox, existem duas semi-reações: reação de oxidação e reação de redução. Para o mesmo exemplo acima, a reação entre permanganato e íons ferrosos, a reação de oxidação é a conversão de ferroso em íon férrico enquanto a reação de redução é a conversão de íon permanganato em íon manganês(II).
Oxidação: Fe2+ ⟶ Fe3+
Redução: MnO4– ⟶ Mn2+
Ao equilibrar esse tipo de reação, primeiro precisamos determinar a mudança nos estados de oxidação dos elementos químicos. Na reação de oxidação, +2 de íon ferroso se converte em +3 de íon férrico. Na reação de redução, +7 de manganês se converte em +2. Portanto, podemos equilibrar os estados de oxidação destes multiplicando a semi-reação pelo grau de incremento/decremento do estado de oxidação na outra semi-reação. No exemplo acima, a mudança no estado de oxidação para a reação de oxidação é 1 e a mudança no estado de oxidação para a reação de redução é 5. Então, temos que multiplicar a reação de oxidação por 5 e a reação de redução por 1.
5Fe2+ ⟶ 5Fe3+
MnO4– ⟶ Mn2+
Depois disso, podemos adicionar essas duas semi-reações para obter a reação completa e então podemos equilibrar os outros elementos (átomos de oxigênio) usando moléculas de água e íons de hidrogênio para equilibrar a carga iônica em ambos os lados.
MnO4– + 8H+ + 5Fe2+ ⟶ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
Qual é a diferença entre o método do íon elétron e o método do número de oxidação?
O método do elétron do íon e o método do número de oxidação são importantes no balanceamento de equações químicas. A principal diferença entre o método do íon elétron e o método do número de oxidação é que no método do íon elétron, a reação é balanceada dependendo da carga dos íons, enquanto que, no método do número de oxidação, a reação é balanceada dependendo da mudança nos números de oxidação dos oxidantes e redutores..
O infográfico abaixo resume a diferença entre o método do íon elétron e o método do número de oxidação.
Resumo – Método do Elétron de Íons vs Método do Número de Oxidação
A principal diferença entre o método do íon elétron e o método do número de oxidação é que no método do íon elétron, a reação é balanceada dependendo da carga dos íons, enquanto no método do número de oxidação, a reação é balanceada dependendo da mudança na oxidação números de oxidantes e redutores.
