a) Balanceie a equação de oxirredução.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que temos aqui. O enunciado pede para balancear a reação de oxirredução em meio ácido:
Conteúdo: química inorgânica, mais especificamente reações de oxirredução em meio ácido.
O que vamos precisar:
O que vamos precisar:
- Determinar estados de oxidação para saber quem oxida e quem reduz.
- Método das semi-reações (ou método ion-eletrón).
- Balancear átomos de cada elemento e cargas com H₂O, H⁺ e elétrons.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o estado de oxidação de cada átomo envolvido:
- No
(oxalato), cada oxigênio é , logo os dois C juntos dão , ou seja, cada C está em . - No
, cada O é , total . Como o íon tem carga , Mn deve estar em . - No produto
, C está em . - Em
, Mn está em .
Logo:
- O oxalato sofreu oxidação (de
pra ). - O permanganato sofreu redução (de
pra ).
Passo 3
Escrevendo as semi-reações:
Oxidação (C₂O₄²⁻ → CO₂):
Redução (MnO₄⁻ → Mn²⁺):
Passo 4
Balancear oxigênios e carbonos na semi-reação de oxidação:
Já está C: 2 no lado esquerdo e 2×1 no direito.
O: 4 no lado esquerdo e 2×2 = 4 no direito.
Então elementos “leves” já batem.
Já está C: 2 no lado esquerdo e 2×1 no direito.
O: 4 no lado esquerdo e 2×2 = 4 no direito.
Então elementos “leves” já batem.
Passo 5
Balancear oxigênios na redução usando H₂O, depois H⁺:
MnO₄⁻ → Mn²⁺
Temos 4 O no reagente, 0 no produto. Colocamos 4 H₂O do lado dos produtos:
Temos 4 O no reagente, 0 no produto. Colocamos 4 H₂O do lado dos produtos:
MnO₄⁻ → Mn²⁺ + 4 H₂O
Agora O está ok (4 e 4).
Passo 6
Balancear H com H⁺ na redução:
4 H₂O traz 8 H no produto, então adicionamos 8 H⁺ no reagente:
4 H₂O traz 8 H no produto, então adicionamos 8 H⁺ no reagente:
8 H⁺ + MnO₄⁻ → Mn²⁺ + 4 H₂O
Passo 7
Balancear carga com elétrons:
Carga do lado esquerdo:
.
Carga do lado direito: .
Carga do lado direito:
Para igualar, precisamos de 5 elétrons no lado esquerdo ou direito?
Se colocarmos 5 e⁻ no lado esquerdo, a carga ficaria , batendo com o produto. Então:
Se colocarmos 5 e⁻ no lado esquerdo, a carga ficaria
8 H⁺ + MnO₄⁻ + 5 e⁻ → Mn²⁺ + 4 H₂O
Passo 8
Na oxidação, balanceamos os elétrons liberados:
C₂O₄²⁻ → 2 CO₂
Carga esquerda:
.
Carga direita: 0.
Carga direita: 0.
Precisamos de 2 e⁻ no produto pra que a carga direita fique
. Então:
C₂O₄²⁻ → 2 CO₂ + 2 e⁻
Passo 9
Agora vamos igualar o número de elétrons entre as semi-reações. Temos 5 e⁻ na redução e 2 e⁻ na oxidação. O mínimo múltiplo comum é 10.
Multiplicamos a semi-reação de oxidação por 5 e a de redução por 2:
Multiplicamos a semi-reação de oxidação por 5 e a de redução por 2:
Oxidação ×5:
5 C₂O₄²⁻ → 10 CO₂ + 10 e⁻
5 C₂O₄²⁻ → 10 CO₂ + 10 e⁻
Redução ×2:
16 H⁺ + 2 MnO₄⁻ + 10 e⁻ → 2 Mn²⁺ + 8 H₂O
16 H⁺ + 2 MnO₄⁻ + 10 e⁻ → 2 Mn²⁺ + 8 H₂O
Passo 10
Somando as duas, os elétrons se cancelam:
5 C₂O₄²⁻ + 16 H⁺ + 2 MnO₄⁻ → 10 CO₂ + 2 Mn²⁺ + 8 H₂O
Vamos conferir:
- C: 5×2 = 10 átomos → 10 CO₂.
- O: oxalato 5×4 =20, permanganato 2×4=8, total 28 O. Do lado do produto: 10×2=20 (CO₂) + 8 (H₂O) =28.
- H: 16 no reagente, 8×2=16 no produto.
- Cargas: reagentes 5×(–2)=–10 +16×(+1)=+16 +2×(–1)=–2; total = +4.
Produtos 2×(+2)=+4; tá batendo!