QUESTÃO 10: A partir das semirreações de redução apresentadas abaixo, escreva equação balanceada da reação entre o ácido oxálico ( \mathrm{H}_{2} \mathrm{C}_{2} \mathrm{O}_{4} ) e o permanganato de potássio ( \mathrm{KMnO}_{4} ).
\begin{array}{cl} 2 \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{H}^{+}+2 \mathrm{e}-\rightleftharpoons \mathrm{H}_{2} \mathrm{C}_{2} \mathrm{O}_{4} & \mathrm{E}^{0}=-0,49 \\\ \mathrm{MnO}_{4}^{-}+8 \mathrm{H}^{+}+5 \mathrm{e}^{-} \rightleftharpoons \mathrm{Mn}^{2+}+4 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} & \mathrm{E}^{0}=+1,51 \end{array}

Passo 1

O enunciado pede para balancear a reação de oxidação do ácido oxálico \mathrm{H}_{2}\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4} pelo permanganato de potássio \mathrm{KMnO}_{4} em meio ácido. O método que vamos usar é o das semirreações: identificamos qual semirreação é oxidação, qual é redução, igualamos o número de elétrons trocados e somamos as equações, simplificando íons que aparecem dos dois lados.

Passo 2

Das semirreações fornecidas temos:
\mathrm{MnO}_{4}^{-} + 8\,\mathrm{H}^{+} + 5\,\mathrm{e}^{-} \longrightarrow \mathrm{Mn}^{2+} + 4\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}
com potencial de redução E^{0}=+1,51,V, ou seja, é a reação de redução do permanganato.
Para o ácido oxálico a semirreação apresentada é escrita no sentido de redução, mas na reação global ele é oxidado. A decisão: tomar a reação inversa como oxidação:
\mathrm{H}_{2}\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4} \longrightarrow 2\,\mathrm{CO}_{2} + 2\,\mathrm{H}^{+} + 2\,\mathrm{e}^{-}
com E^{0}_{\text{ox}}=+0,49,V.

Passo 3

Agora igualamos os elétrons trocados: a oxidação libera 2 e^{-} e a redução consome 5 e^{-}. O mínimo múltiplo comum é 10 elétrons.
Multiplicamos a semirreação de oxidação por 5:
5\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4} \longrightarrow 10\,\mathrm{CO}_{2} + 10\,\mathrm{H}^{+} + 10\,\mathrm{e}^{-}
e a de redução por 2:
2\,\mathrm{MnO}_{4}^{-} + 16\,\mathrm{H}^{+} + 10\,\mathrm{e}^{-} \longrightarrow 2\,\mathrm{Mn}^{2+} + 8\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}

Passo 4

Somamos as duas equações, cancelando 10\,\mathrm{e}^{-} dos dois lados, e unimos os termos semelhantes:
\begin{aligned} 5\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4} &\;+\;2\,\mathrm{MnO}_{4}^{-} \;+\;16\,\mathrm{H}^{+} \\\ &\longrightarrow 10\,\mathrm{CO}_{2} \;+\;10\,\mathrm{H}^{+} \;+\;2\,\mathrm{Mn}^{2+} \;+\;8\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}. \end{aligned}
Subtraindo 10\,\mathrm{H}^{+} de ambos os lados sobra 6\,\mathrm{H}^{+} no reagente.

Resposta

2\,\mathrm{MnO}_{4}^{-} \;+\;5\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}\;+\;6\,\mathrm{H}^{+} \longrightarrow 2\,\mathrm{Mn}^{2+}\;+\;10\,\mathrm{CO}_{2}\;+\;8\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}

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