(4,00 pontos) Considere a reaçâo em meio ácido abaixo:
MnO4^-(aq)+H2 C2 O4(aq) Mn^2+(aq)+CO2(g)
(a) Quem sofre oxidaçāo e quem sofre reduçāo?

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada na questão que temos aqui. A gente tem uma reação química em meio ácido envolvendo permanganato ( MnO4^-) e o ácido oxálico ( H2C2O4), que resulta em íons de manganês ( Mn^2+) e dióxido de carbono ( CO2). O conteúdo da matéria aqui é reações de oxidação e redução, também conhecidas como reações redox. Para resolver essa questão, vamos precisar identificar quem está perdendo elétrons (oxidando) e quem está ganhando elétrons (reduzindo) na reação.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa oxidação e redução. Oxidação é quando uma substância perde elétrons, aumentando seu número de oxidação. Redução é quando uma substância ganha elétrons, diminuindo seu número de oxidação. Para identificar quem está oxidando e quem está reduzindo, precisamos atribuir números de oxidação para cada elemento envolvido na reação.

Passo 3

Vamos começar atribuindo os números de oxidação:
  • MnO4^-:
    • O oxigênio geralmente tem número de oxidação -2.
    • Temos 4 oxigenos: 4 times (-2) = -8.
    • A carga total do íon é -1, então o manganês ( Mn) deve ter um número de oxidação que equilibre isso: Mn + (-8) = -1 Rightarrow Mn = +7.
  • H2C2O4 (ácido oxálico):
    • O hidrogênio tem número de oxidação +1.
    • O oxigênio tem número de oxidação -2.
    • Para o carbono ( C), vamos chamar de x.
    • A molécula é neutra, então: 2(+1) + 2(x) + 4(-2) = 0 Rightarrow 2 + 2x - 8 = 0 Rightarrow 2x = 6 Rightarrow x = +3.
    • Mas, como há dois carbonos na molécula e cada um está ligado a outros grupos, cada carbono tem, na verdade, um número de oxidação de +3.
  • Mn^2+:
    • O manganês aqui tem número de oxidação +2.
  • CO2:
    • O oxigênio tem número de oxidação -2.
    • Com dois oxigenos: 2 times (-2) = -4.
    • Para o carbono, a molécula é neutra: x + (-4) = 0 Rightarrow x = +4.

Passo 4

Agora que temos os números de oxidação, vamos comparar os estados dos reagentes e dos produtos:
  • Manganês:
    • Passa de +7 ( MnO4^-) para +2 ( Mn^2+).
    • Isso é uma redução porque o número de oxidação diminuiu (ganhou elétrons).
  • Carbono:
    • Passa de +3 ( H2C2O4) para +4 ( CO2).
    • Isso é uma oxidação porque o número de oxidação aumentou (perdeu elétrons).

Resposta

O ácido oxálico ( H2C2O4) sofre oxidação, enquanto o íon permanganato ( MnO4^-) sofre redução.

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