Manchas de permanganato de potássio podem ser removidas com ácido oxálico, que atua segundo a reação:
5 \mathrm{H}_{2} \mathrm{C}_{2} \mathrm{O}_{4}+2 \mathrm{MnO}_{4}^{-}+6 \mathrm{H}^{+} \longrightarrow 10 \mathrm{CO}_{2}+2 \mathrm{Mn}^{2+}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}
Nessa reação, a variação do número de oxidação do manganês é igual a:
a) -2
b) -5
c) -6
d) -7

Passo 1

O enunciado dá a reação
5\mathrm{H}_{2}\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}+2\mathrm{MnO}_{4}^{-}+6\mathrm{H}^{+}\longrightarrow 10\mathrm{CO}_{2}+2\mathrm{Mn}^{2+}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}
e pede “a variação do número de oxidação do manganês”. Informações relevantes que temos: o manganês aparece como íon permanganato \mathrm{MnO}_{4}^{-} nos reagentes e como íon \mathrm{Mn}^{2+} nos produtos; há coeficiente estequiométrico 2 para cada um, ou seja, dois átomos de Mn passam de \mathrm{MnO}_{4}^{-} para \mathrm{Mn}^{2+}. O que precisamos calcular é quanto muda o número de oxidação de cada átomo de Mn ao passar de \mathrm{MnO}_{4}^{-} para \mathrm{Mn}^{2+}.

Passo 2

Vamos lembrar o que é número de oxidação e as regras que vamos usar (explicação passo a passo, sem pular etapas):
  • O número de oxidação (NOX) de um átomo em uma espécie química é uma forma de contabilizar elétrons hipotéticos; serve para ver quem oxidou e quem reduziu.
  • Regras simples que usaremos:
    1. O oxigênio quase sempre tem NOX igual a -2 em compostos (exceto peróxidos, onde é -1, e alguns casos especiais; aqui é o caso normal -2).
    2. Em um íon poliatômico, a soma dos NOX de todos os átomos é igual à carga do íon. Por exemplo, para o íon \mathrm{MnO}_{4}^{-} a soma dos NOX deve ser -1.
  • Com essas regras podemos montar uma equação para achar o NOX do Mn em \mathrm{MnO}_{4}^{-}.

Passo 3

Calcular o NOX do manganês em \mathrm{MnO}_{4}^{-}.
  • Seja x o número de oxidação do Mn em \mathrm{MnO}_{4}^{-}.
  • Cada oxigênio tem NOX -2, e há 4 oxigênios, então a contribuição dos oxigênios é 4\times(-2).
  • A soma dos NOX vale a carga do íon, que é -1. Montamos a equação:
x + 4(-2) = -1
  • Agora resolvemos passo a passo:
x - 8 = -1
x = -1 + 8
x = 7
Logo o NOX do Mn em \mathrm{MnO}_{4}^{-} é +7.

Passo 4

Calcular o NOX do manganês em \mathrm{Mn}^{2+}.
  • O íon \mathrm{Mn}^{2+} tem carga +2. Em um íon simples (apenas um átomo), o NOX do átomo é igual à carga do íon.
  • Portanto o NOX do Mn em \mathrm{Mn}^{2+} é +2.

Passo 5

Calcular a variação do número de oxidação do manganês.
  • A variação é geralmente tomada como NOX final menos NOX inicial. Aqui o NOX inicial (em \mathrm{MnO}_{4}^{-}) é +7 e o NOX final (em \mathrm{Mn}^{2+}) é +2.
  • Fazendo a conta:
\Delta\text{NOX} = (+2) - (+7) = -5
  • O resultado -5 significa que o manganês sofreu uma redução de 5 unidades de oxidação (ganhou elétrons).

Resposta

b) -5

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