Faça o balanceamento das reações abaixo (considere o meio ácido)
h - Ácido oxálico (aq)+MnO4^-(aq) CO2(g)+Mn^2+(aq)

Passo 1

Resumo do Enunciado e Conteúdo Necessário
Vamos balancear a reação química entre ácido oxálico e permanganato em meio ácido. Isso envolve entender reações de oxidação e redução (reações redox). Para resolver, vamos precisar dividir a reação em duas partes: uma que perde elétrons (oxidação) e outra que ganha elétrons (redução). Usaremos conceitos de balanceamento de elétrons, átomos e cargas elétricas.

Passo 2

Escrever a Equação Não Balanceada
Primeiro, vamos escrever a equação como está:
H2C2O4(aq) + MnO4^-(aq) CO2(g) + Mn^2+(aq)

Passo 3

Dividir a Reação em Meias Reações
Vamos separar a reação em duas meias reações: uma de oxidação e outra de redução.
  • Oxidação (perda de elétrons):
    H2C2O4 CO2
  • Redução (ganho de elétrons):
    MnO4^- Mn^2+

Passo 4

Balancear os Átomos que Não São H e O
Primeiro, garantimos que os elementos diferentes de hidrogênio (H) e oxigênio (O) estejam balanceados.
  • Oxidação:
    Cada molécula de ácido oxálico ( H2C2O4) produz 2 moléculas de CO2.
    H2C2O4 2,CO2
  • Redução:
    O manganês já está balanceado com 1 átomo de Mn em ambos os lados.
    MnO4^- Mn^2+

Passo 5

Balancear os Átomos de Oxigênio adicionando H2O
Agora vamos balancear os oxígenos adicionando água onde for necessário.
  • Oxidação:
    Já temos 4 átomos de O no H2C2O4 e 4 átomos de O nos produtos (2 CO2), então está balanceado.
  • Redução:
    À esquerda, temos 4 átomos de O no MnO4^- e nenhum à direita. Vamos adicionar 4 H2O do lado direito.
    MnO4^- Mn^2+ + 4,H2O

Passo 6

Balancear os Átomos de Hidrogênio adicionando H^+
Vamos balancear os hidrogênios adicionando íons H^+.
  • Oxidação:
    No lado esquerdo temos 2 H e no direito nenhum. Adicionamos 2 H^+ no lado direito.
    H2C2O4 2,CO2 + 2,H^+
  • Redução:
    À direita, temos 8 H provenientes de 4 H2O. Adicionamos 8 H^+ no lado esquerdo.
    8,H^+ + MnO4^- Mn^2+ + 4,H2O

Passo 7

Balancear as Cargas Adicionando Elétrons ( e^-)
Agora, balanceamos as cargas elétricas adicionando elétrons.
  • Oxidação:
    À esquerda, a carga total é 0 e à direita é +2. Para balancear, adicionamos 2 elétrons no lado direito.
    H2C2O4 2,CO2 + 2,H^+ + 2,e^-
  • Redução:
    À esquerda, a carga total é +8 (dos H^+) + (-1) do MnO4^-) = +7. À direita, temos +2 do Mn^2+. Para balancear, adicionamos 5 elétrons no lado esquerdo.
    8,H^+ + MnO4^- + 5,e^- Mn^2+ + 4,H2O

Passo 8

Igualar o Número de Elétrons nas Duas Meias Reações
Para que os elétrons se cancelem, precisamos que o número de elétrons nas duas meias reações seja o mesmo. O menor múltiplo comum entre 2 e 5 é 10.
  • Multiplicamos a meia reação de oxidação por 5:
    5,H2C2O4 10,CO2 + 10,H^+ + 10,e^-
  • Multiplicamos a meia reação de redução por 2:
    16,H^+ + 2,MnO4^- + 10,e^- 2,Mn^2+ + 8,H2O

Passo 9

Somar as Duas Meias Reações
Agora, somamos as duas meias reações, cancelando os elétrons:
5,H2C2O4 + 16,H^+ + 2,MnO4^- 10,CO2 + 10,H^+ + 2,Mn^2+ + 8,H2O

Passo 10

Simplificar a Equação Final Balanceada
Vamos simplificar a equação retirando os H^+ que estão dos dois lados:
  • Subtraímos 10 H^+ de ambos os lados:
5,H2C2O4 + 6,H^+ + 2,MnO4^- 10,CO2 + 2,Mn^2+ + 8,H2O

Resposta

A equação balanceada da reação em meio ácido é:
5,H2C2O4 + 6,H^+ + 2,MnO4^- 10,CO2 + 2,Mn^2+ + 8,H2O

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