Classifique as semirreações como sendo de oxidação ou redução:
b) \mathrm{MnO}_{4}{ }^{-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{MnO}_{2}(\mathrm{~s})

Passo 1

O enunciado pede que a semirreação
\mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{MnO}_{2}(\mathrm{s})
seja classificada como sendo de oxidação ou de redução.
Informações dadas: a espécie inicial é o íon permanganato \mathrm{MnO}_{4}^{-} e a espécie final é o dióxido de manganês \mathrm{MnO}_{2} (composto neutro sólido).

Passo 2

Como vamos decidir se é oxidação ou redução? A técnica padrão é calcular os números de oxidação do elemento que muda (aqui o manganês, Mn) em reagente e produto e comparar. Regras que vou usar (explicando devagar):
  • O número de oxidação de um átomo em uma substância é um número formal que ajuda a rastrear elétrons em reações redox.
  • Regra útil: o oxigênio em compostos (exceto peróxidos e algumas exceções) tem número de oxidação -2. Vou usar isso aqui porque \mathrm{MnO}_4^{-} e \mathrm{MnO}_2 não são peróxidos.
  • A soma algébrica dos números de oxidação dos átomos em uma espécie é igual à carga total dessa espécie (por exemplo, -1 para \mathrm{MnO}_4^{-}, e 0 para \mathrm{MnO}_2 porque é neutra).
  • Se o número de oxidação do Mn aumenta (ficar mais positivo), o Mn perdeu elétrons → oxidação. Se diminui (ficar menos positivo), o Mn ganhou elétrons → redução.

Passo 3

Calcular o número de oxidação do Mn em \mathrm{MnO}_{4}^{-}. Chamo esse número de x. Cada oxigênio contribui com -2. A soma deve dar a carga total -1. Então escrevo e resolvo:
x + 4\cdot(-2) = -1
x - 8 = -1
x = -1 + 8
x = +7
Portanto, em \mathrm{MnO}_{4}^{-} o manganês tem número de oxidação \,+7.

Passo 4

Calcular o número de oxidação do Mn em \mathrm{MnO}_{2}. Chamo esse número de y. Agora a molécula é neutra, soma deve ser 0. Cada oxigênio é -2, há dois deles:
y + 2\cdot(-2) = 0
y - 4 = 0
y = +4
Portanto, em \mathrm{MnO}_{2} o manganês tem número de oxidação \,+4.

Passo 5

Comparação e interpretação: o número de oxidação do Mn passou de \,+7 (no reagente) para \,+4 (no produto). Isso significa que o Mn ganhou elétrons — a carga formal ficou menos positiva. A variação é de +7 para +4, uma diminuição de 3 unidades, ou seja, o Mn ganhou 3 elétrons no processo. Em termos de meia-reação simplificada de íons:
\mathrm{Mn}^{+7} + 3\,\mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Mn}^{+4}
Ganho de elétrons = redução.

Passo 6

Conclusão prática e lembrete para prova: sempre calcule números de oxidação com as regras (oxigênio -2 na maioria dos casos), compare antes e depois. Se o número diminui → redução; aumenta → oxidação. Aqui o Mn sofreu redução (ganhou 3 elétrons por átomo de Mn).

Resposta

Redução.

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