Indique a nomenclatura, as equações de ionização e a classificação dos seguintes compostos:
\mathrm{KMnO}_{4}

Passo 1

O enunciado pede três coisas para o composto \mathrm{KMnO_4}:
  • indicar a nomenclatura (nome do composto);
  • escrever as equações de ionização (como se comporta em solução e reações de redução típicas);
  • indicar a classificação do composto.
Informação dada: a fórmula química do composto é \mathrm{KMnO_4}.

Passo 2

Entendendo a nomenclatura de sais simples (passo-a-passo didático).
  • Regra prática: o nome de um sal é formado pelo nome do cátion (metal) seguido do nome do ânion.
  • O cátion aqui é o potássio: escrevemos “potássio” ou em nomes compostos “de potássio”.
  • O ânion é formado pelo íon \mathrm{MnO_4^-}. Esse íon é tradicionalmente chamado de “permanganato”.
  • Para confirmar o nome do ânion usamos o estado de oxidação do manganês: calculemos o estado de oxidação de \mathrm{Mn} em \mathrm{KMnO_4}.
Cálculo do estado de oxidação de \mathrm{Mn}:
  • Potássio normalmente tem estado de oxidação +1: \mathrm{K} é +1.
  • Oxigênio em óxidos tem normalmente estado de oxidação -2.
  • Em \mathrm{KMnO_4} a soma dos estados de oxidação deve ser zero:
(+1) + x + 4(-2) = 0,
onde x é o estado de oxidação de \mathrm{Mn}. Então
1 + x - 8 = 0 \quad\Rightarrow\quad x = +7.
  • Portanto o manganês está no nível de oxidação +7, que é característico do íon permanganato \mathrm{MnO_4^-}.
Conclusão intermediária: o nome em português é “permanganato de potássio” (em inglês “potassium permanganate”).

Passo 3

Equação de ionização (dissociação em água) — explicação e escrita.
  • Quando um sal iônico solúvel entra em água, ele se dissocia em seus íons constituintes.
  • \mathrm{KMnO_4} é um sal iônico solúvel; dissocia-se em \mathrm{K^+} e \mathrm{MnO_4^-}.
  • A equação de dissociação é:
\mathrm{KMnO_4 (s) \rightarrow K^+ (aq) + MnO_4^- (aq)}.
  • Esta equação mostra os íons presentes em solução aquosa: cátion potássio e ânion permanganato.

Passo 4

Comportamento redox do íon permanganato \mathrm{MnO_4^-} — teoria rápida antes das equações.
  • O íon \mathrm{MnO_4^-} contém \mathrm{Mn} em estado +7, que é um estado muito alto e, portanto, o íon é um forte agente oxidante.
  • Em diferentes meios químicos (ácido, neutro/levemente ácido, básico) o permanganato é reduzido a espécies diferentes. Isso é importante na prova: memorize as reduções típicas e as semi-reações balanceadas por meio do método íon-elétron (meio ácido ou básico).

Passo 5

Balanceamento das semi-reações de redução (método íon-elétron) e interpretação.
  • Para reduzir \mathrm{MnO_4^-} a \mathrm{Mn^{2+}} em meio ácido:
    1. Escrever a transformação: \mathrm{MnO_4^- \rightarrow Mn^{2+}}.
    2. Balancear oxigênios adicionando água: \mathrm{MnO_4^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O}.
    3. Balancear hidrogênios adicionando prótons: há 8 H na direita, então adicionar 8H^+ à esquerda.
    4. Balancear cargas adicionando elétrons: carga esquerda = -1 + 8(+1) = +7; carga direita = +2. Então adicionar 5e^- à esquerda dá carga +7-5=+2. Assim a semi-reação balanceada é
    \mathrm{MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O}.
    • Interpretação: em meio ácido o permanganato é reduzido a \mathrm{Mn^{2+}}, com transferência de 5 elétrons.
  • Para reduzir \mathrm{MnO_4^-} a dióxido de manganês \mathrm{MnO_2} (meio neutro ou levemente ácido):
    1. Começa-se com \mathrm{MnO_4^- \rightarrow MnO_2}.
    2. Balancear oxigênios: adicionar 2H_2O à direita (para ter 4 O à direita: 2 + 2 = 4).
    3. Balancear hidrogênios: direita tem 4 H (dos 2H_2O), então adicionar 4H^+ à esquerda.
    4. Balancear cargas: carga esquerda = -1 + 4 = +3; carga direita = 0. Adiciona-se 3e^- à esquerda para igualar. Resultado:
    \mathrm{MnO_4^- + 4H^+ + 3e^- \rightarrow MnO_2 (s) + 2H_2O}.
    • Interpretação: em meio neutro ou levemente ácido forma-se \mathrm{MnO_2} (um sólido marrom).
  • Para reduzir \mathrm{MnO_4^-} a íon manganato \mathrm{MnO_4^{2-}} (meio fortemente básico):
    • A semi-reação simples, já balanceada, é
    \mathrm{MnO_4^- + e^- \rightarrow MnO_4^{2-}}.
    • Interpretação: em meio básico o permanganato pode ser parcialmente reduzido para manganato (Mn no estado +6).

Passo 6

Outras observações úteis para a prova (resumo pedagógico e memorização)
  • Em ácido forte: redução a \mathrm{Mn^{2+}} (cor incolor); meia-reaçăo com 5e^-.
  • Em meio neutro/levemente ácido: redução a \mathrm{MnO_2 (s)} (cor marrom/pretacento).
  • Em meio básico: redução a \mathrm{MnO_4^{2-}} (cor verde, manganato).
  • O comportamento como agente oxidante é a característica química mais importante do permanganato; ele recebe elétrons e é reduzido conforme o meio.

Resposta

Nomenclatura: permanganato de potássio (nome em inglês: potassium permanganate).
Equações de ionização: \mathrm{KMnO_4 (s) \rightarrow K^+ (aq) + MnO_4^- (aq)}; \mathrm{MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O} (meio ácido); \mathrm{MnO_4^- + 4H^+ + 3e^- \rightarrow MnO_2 (s) + 2H_2O} (meio neutro/levemente ácido); \mathrm{MnO_4^- + e^- \rightarrow MnO_4^{2-}} (meio básico).
Classificação: sal inorgânico iônico (cátion \mathrm{K^+}, ânion \mathrm{MnO_4^-}), composto de manganês no estado de oxidação +7, e potente agente oxidante.