Identifique o estado de oxidação das espécies abaixo e identifique qual espécie é o agente oxidante e qual espécie é o agente redutor.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas: (1) determinar o estado de oxidação (número de oxidação) de cada elemento nas espécies presentes na reação
e (2) identificar qual espécie é o agente oxidante e qual é o agente redutor.
As espécies envolvidas que vamos analisar são: ,
,
,
e
.
As espécies envolvidas que vamos analisar são:
Passo 2
Regras essenciais para atribuir números de oxidação (explicação passo a passo, do tipo “cola” para a prova):
- Em uma substância elementar (átomo isolado ou metal no estado sólido), o número de oxidação é
. Ex.: tem . - Para hidrogênio ligado a não metais, atribui-se
. Para hidrogênio ligado a metais (hidretos) é . Aqui estamos com água e hidróxidos, então . - Oxigênio, na maioria dos compostos, tem número de oxidação
(existem exceções como peróxidos, mas não aparecem aqui). - A soma dos números de oxidação dos átomos de uma espécie é igual à carga total da espécie (por exemplo, para o íon
a soma deve ser ).
Vou aplicar essas regras uma a uma às espécies da reação.
Passo 3
Calcular os números de oxidação em cada espécie, mostrando a conta:
- Para
: usar que cada vale . Seja o número de oxidação do oxigênio:
Resultado: em
tem
e
.
- Para
: é um elemento no estado livre/metal, então
- Para
: seja o número de oxidação do manganês. Cada oxigênio é , há 4 oxigênios e a carga total é :
Resultado: em
,
e
.
- Para
: é um íon. Em cada grupo temos e , logo cada contribui com de carga líquida. Seja o número de oxidação do alumínio:
Resultado: em
,
,
,
.
- Para
: seja o número de oxidação do manganês; cada e a molécula é neutra:
Resultado: em
,
,
.
Passo 4
Identificar quais elementos mudaram de estado de oxidação (ou seja, que sofreram oxidação/redução):
-
: vai de (em ) para (em ). Isso é um aumento no número de oxidação ocorreu oxidação (perdeu elétrons). -
: vai de (em ) para (em ). Isso é uma diminuição no número de oxidação ocorreu redução (ganhou elétrons). -
e permanecem com os mesmos números típicos ( , ); logo não são os que mudam de estado nessa reação.
Passo 5
Conectar oxidação/redução com agentes:
- A espécie que é oxidada (que perde elétrons) é o agente redutor, porque ela doa elétrons para outra espécie. Aqui
é oxidado ( ), logo é o agente redutor. - A espécie que é reduzida (que ganha elétrons) é o agente oxidante, porque ela aceita elétrons. Aqui
é reduzido ( ), logo é o agente oxidante.
Opcional (conta rápida de elétrons trocados): cada
perde
elétrons (0 para +3) e cada
ganha
elétrons (+7 para +4), então a transferência de elétrons fica consistente com os coeficientes estequiométricos simples entre
e
na equação dada.
Resposta
Agente oxidante:
Agente redutor: