Considere a reação abaixo:
\mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{NaBiO}_{3}(\mathrm{~s}) \rightarrow \mathrm{Bi}^{3+}(\mathrm{aq})+\mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})
(a) Quem sofre oxidação e quem sofre redução? (b) Qual é o agente redutor e o agente oxidante?
(c) Escreva as semirreações de oxidação e de redução? (d) Se você balancear a equação a seguir em solução ácida quantas moléculas de água passarão a existir na equação balanceada (para a reação balanceada com os menores coeficientes de número inteiro)?

Passo 1

O enunciado dá a reação
\mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{NaBiO}_{3}(\mathrm{s})\\ \longrightarrow\\ \mathrm{Bi}^{3+}(\mathrm{aq})+\mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})
e pede: (a) quem é oxidado e quem é reduzido; (b) agentes redutor e oxidante; (c) semirreações em meio ácido; (d) número de moléculas de água na equação balanceada com menores coeficientes inteiros.

Passo 2

Calculemos os números de oxidação:
– Em \mathrm{Mn}^{2+}, \mathrm{Ox}(\mathrm{Mn})=+2.
– Em \mathrm{MnO}_{4}^{-}, sabendo que 4\times(-2)+x=-1 \Rightarrow x=+7.
– Em \mathrm{NaBiO}_{3}, \mathrm{Na}=+1, 3\times(-2)+x+1=0 \Rightarrow x=+5 para o Bi.
– Em \mathrm{Bi}^{3+}, \mathrm{Ox}(\mathrm{Bi})=+3.
Portanto, \mathrm{Mn} vai de +2 a +7 (perde elétrons \Rightarrow oxidação) e \mathrm{Bi} vai de +5 a +3 (ganha elétrons \Rightarrow redução).

Passo 3

O agente redutor é quem doa elétrons (é oxidado):
\mathrm{Mn}^{2+} é o agente redutor.
O agente oxidante é quem recebe elétrons (é reduzido):
\mathrm{NaBiO}_{3} (ou melhor, o íon \mathrm{BiO}_{3}^{-}) é o agente oxidante.

Passo 4

Escrevemos as semirreações em meio ácido:
Oxidação ( \mathrm{Mn}^{2+}\to\mathrm{MnO}_{4}^{-}):
\mathrm{Mn}^{2+}+4\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\\ \longrightarrow\\ \mathrm{MnO}_{4}^{-}+8\,\mathrm{H}^{+}+5\,\mathrm{e}^{-}
Redução ( \mathrm{BiO}_{3}^{-}\to\mathrm{Bi}^{3+}):
\mathrm{BiO}_{3}^{-}+6\,\mathrm{H}^{+}+2\,\mathrm{e}^{-}\\ \longrightarrow\\ \mathrm{Bi}^{3+}+3\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}

Passo 5

Equalizando elétrons (multiplicar oxidação por 2 e redução por 5), somamos, cancelamos espécies comuns e reintroduzimos \mathrm{Na}^{+} vindo de \mathrm{NaBiO}_{3}. O resultado final balanceado em meio ácido é
2\,\mathrm{Mn}^{2+}+5\,\mathrm{NaBiO}_{3}+14\,\mathrm{H}^{+} \\ \longrightarrow\\\ 2\,\mathrm{MnO}_{4}^{-}+5\,\mathrm{Bi}^{3+}+7\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}+5\,\mathrm{Na}^{+}.
Dessa forma, aparecem 7 moléculas de água.

Resposta

(a) \mathrm{Mn} sofre oxidação e \mathrm{Bi} sofre redução.
(b) Agente redutor: \mathrm{Mn}^{2+}. Agente oxidante: \mathrm{NaBiO}_{3} (íon \mathrm{BiO}_{3}^{-}).
(c) Semirreações em meio ácido:
\mathrm{Mn}^{2+}+4\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\to\mathrm{MnO}_{4}^{-}+8\,\mathrm{H}^{+}+5\,\mathrm{e}^{-}
\mathrm{BiO}_{3}^{-}+6\,\mathrm{H}^{+}+2\,\mathrm{e}^{-}\to\mathrm{Bi}^{3+}+3\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}
(d) 7 moléculas de água.

Exercícios relacionados