Por que inicialmente a titulação com permanganato de potássio exige o aquecimento da solução ou a adição de \mathrm{MnO}_{2} ? Justifique a sua resposta.

Passo 1

O enunciado pergunta por que, no início de uma titulação redox com permanganato de potássio em meio ácido, é necessário aquecer a solução ou adicionar óxido de manganês(IV). O conteúdo envolve cinética de reações redox e o caráter autocatalítico pela espécie \mathrm{Mn^{2+}} gerada no processo.

Passo 2

A reação principal de redução do íon permanganato em meio ácido é
\mathrm{MnO_{4}^{-}} \;+\; 8\,\mathrm{H^{+}} \;+\; 5\,\mathrm{e^{-}} \;\longrightarrow\; \mathrm{Mn^{2+}} \;+\; 4\,\mathrm{H_{2}O}.
Porém, essa reação tem uma barreira cinética alta quando não há \mathrm{Mn^{2+}} em solução, pois o próprio íon gerado atua como catalisador do processo.

Passo 3

Trata-se de uma reação autocatalítica: à medida que \mathrm{Mn^{2+}} vai se formando, ele acelera a redução de mais \mathrm{MnO_{4}^{-}}. No início, com \mathrm{[Mn^{2+}]}=0, a velocidade é muito baixa, o que torna a titulação imprecisa ou muito lenta se não houver nenhum iniciador.

Passo 4

  • Aquecimento: pela teoria de Arrhenius, elevar a temperatura aumenta o número de colisões eficazes e fornece energia para superar a barreira de ativação, aumentando a taxa inicial da reação.
  • Adição de \mathrm{MnO_{2}}: em meio ácido, parte dele se reduz conforme
\mathrm{MnO_{2}} \;+\; 4\,\mathrm{H^{+}} \;+\; 2\,\mathrm{e^{-}} \;\longrightarrow\; \mathrm{Mn^{2+}} \;+\; 2\,\mathrm{H_{2}O},
liberando imediatamente \mathrm{Mn^{2+}} que inicia a autocatalise e acelera a redução do permanganato.

Resposta

A titulação exige aquecimento ou adição de \mathrm{MnO_{2}} para gerar \mathrm{Mn^{2+}} ou fornecer energia suficiente para superar a barreira de ativação da etapa inicial, garantindo que a reação autocatalítica se desenvolva rapidamente e a titulação seja reprodutível.

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