Escreva equações químicas para as seguintes reações.
Dissolução do dióxido de manganês pelo ácido clorídrico.

Passo 1

O enunciado pede: escrever a(s) equação(ões) química(s) para a dissolução do dióxido de manganês pelo ácido clorídrico.
Informações dadas/óbvias do enunciado:
  • Reagentes: \mathrm{MnO_2} e \mathrm{HCl}.
  • Não foi dada a equação, nem os estados físicos, nem produtos — precisa-se inferir o que ocorre quimicamente.

Passo 2

Entendendo o tipo de reação esperada (intuição útil antes de balancear).
  • O dióxido de manganês, \mathrm{MnO_2}, é um óxido de manganês onde o manganês costuma estar no estado de oxidação +4.
  • O ácido clorídrico, \mathrm{HCl}, fornece \mathrm{H^+} (meio ácido) e \mathrm{Cl^-} (nível redutor). Em presença de \mathrm{MnO_2} o ânion cloreto pode ser oxidado a \mathrm{Cl_2} (cloro gasoso).
  • Portanto é razoável esperar uma reação redox: \mathrm{Mn} será reduzido (de +4 para +2) e \mathrm{Cl^-} será oxidado (de -1 para 0 em \mathrm{Cl_2}). Como produto solúvel de manganês entra \mathrm{Mn^{2+}} (sal: \mathrm{MnCl_2}) e aparece \mathrm{Cl_2(g)} e \mathrm{H_2O}.

Passo 3

Calcular os números de oxidação para confirmar a ideia:
  • Em \mathrm{MnO_2}: x + 2\cdot(-2)=0 \Rightarrow x=+4 (Mn em +4).
  • Em \mathrm{HCl}: \mathrm{H} é +1, \mathrm{Cl} é -1.
  • Em \mathrm{Mn^{2+}}: Mn é +2.
  • Em \mathrm{Cl_2}: Cl é 0.
    Mudança de oxidação: Mn +4 \to +2 (redução, ganho de 2 elétrons) e Cl -1 \to 0 (oxidação, perda de 1 elétron por átomo de Cl).

Passo 4

Escrever as meias-reações (em meio ácido) e balancear cada uma em átomos e cargas.
Redução (Mn do \mathrm{MnO_2} para \mathrm{Mn^{2+}}):
\mathrm{MnO_2 \; \longrightarrow \; Mn^{2+}}
Balancear oxigênio com água e hidrogênio com \mathrm{H^+}; depois balancear cargas com elétrons:
  • O oxigênio: há 2 O na esquerda → adiciona-se 2\\ \mathrm{H_2O} à direita.
  • Isso adiciona 4\\ \mathrm{H} à direita → adiciona-se 4\\ \mathrm{H^+} à esquerda.
    Agora balanço de cargas: esquerda (antes dos elétrons) tem carga +4 (dos 4\\ \mathrm{H^+}), direita tem +2 (do \mathrm{Mn^{2+}}). Para igualar, adicionam-se 2\\ e^- à esquerda ou direita conforme necessidade. A meia-reação corretamente balanceada é:
\mathrm{MnO_2 + 4 H^+ + 2 e^- \longrightarrow Mn^{2+} + 2 H_2O}
Oxidação (cloreto para cloro molecular):
\mathrm{Cl^- \; \longrightarrow \; Cl_2}
Balancear átomos: precisa de 2 \mathrm{Cl^-} à esquerda para formar \mathrm{Cl_2} à direita. Cargas: esquerda tem -2, direita 0, logo adicionam-se 2\\ e^- à direita para conservar carga:
\mathrm{2 Cl^- \longrightarrow Cl_2 + 2 e^-}

Passo 5

Combinar as meias-reações de modo que os elétrons se cancelem. Ambas as meias-reações já envolvem 2\\ e^-, então somam-se diretamente:
Somando
\mathrm{MnO_2 + 4 H^+ + 2 e^- \;+\; 2 Cl^- \longrightarrow Mn^{2+} + 2 H_2O \;+\; Cl_2 + 2 e^-}
Os 2 e^- se cancelam, resultando na equação iônica completa em meio ácido:
\mathrm{MnO_2 + 4 H^+ + 2 Cl^- \longrightarrow Mn^{2+} + Cl_2 + 2 H_2O}

Passo 6

Voltar à forma molecular (substituindo íons por ácidos/sais adequados) e indicar estados físicos típicos:
  • Em solução aquosa com ácido clorídrico concentrado, \mathrm{H^+} e \mathrm{Cl^-} vêm de \mathrm{HCl}. Dois \mathrm{Cl^-} ficam em \mathrm{MnCl_2} como sal solúvel. \mathrm{Cl_2} sai como gás e a água permanece líquida. Assim a equação molecular balanceada e com estados físicos é:
\mathrm{MnO_2(s) + 4 HCl(aq) \longrightarrow MnCl_2(aq) + Cl_2(g) + 2 H_2O(l)}

Passo 7

Verificação rápida de conservação de átomos e carga:
  • Átomos: Mn 1; O esquerda 2, direita 2 (em 2\\ \mathrm{H_2O}); H esquerda 4 (em 4\\ \mathrm{HCl}), direita 4 (em 2\\ \mathrm{H_2O}); Cl esquerda 4 (em 4\\ \mathrm{HCl}), direita 2 em \mathrm{MnCl_2} + 2 em \mathrm{Cl_2} = 4. Tudo confere.
  • Carga: equação molecular é neutra em ambos os lados; a equação iônica apresenta cargas balanceadas conforme demonstrado nas meias-reações.

Passo 8

Observações práticas curtas (úteis para prova/interpretar o enunciado):
  • Se o problema pedir apenas “dissolução” sem menção a produção de \mathrm{Cl_2}, é bom lembrar que a liberação de \mathrm{Cl_2} só ocorre porque \mathrm{MnO_2} é um agente oxidante forte e oxida \mathrm{Cl^-}. Em condições muito diluídas ou sem aquecimento a reação pode ser lenta.
  • Para responder na prova basta apresentar a equação balanceada (molecular e/ou iônica), como fizemos.

Resposta

\mathrm{MnO_2(s) + 4 HCl(aq) \longrightarrow MnCl_2(aq) + Cl_2(g) + 2 H_2O(l)}
\mathrm{MnO_2(s) + 4 H^+(aq) + 2 Cl^-(aq) \longrightarrow Mn^{2+}(aq) + Cl_2(g) + 2 H_2O(l)}

Exercícios relacionados