A seguinte reação tem
de
e uma constante de equilíbrio
de
a 298 K :
Qual é o número de oxidação para Mn na espécie
?
Passo 1
O que o enunciado pede: determinar o número de oxidação (nox) do elemento manganês na espécie
.
Informações dadas e observáveis diretamente no enunciado:
- A espécie química é o íon permanganato:
. - A carga total do íon é
(esse é um dado essencial para a conta). - A fórmula mostra que há 1 átomo de Mn e 4 átomos de O na unidade.
Passo 2
Regras úteis e claras sobre números de oxidação (explicação didática e simples):
- O número de oxidação é um número fictício que nos ajuda a rastrear elétrons em reações; para cada átomo numa molécula ou íon, atribuímos um nox seguindo regras.
- Regra importante que usaremos: a soma algébrica dos números de oxidação de todos os átomos numa espécie é igual à carga total da espécie.
- Para uma molécula neutra essa soma é
. - Para um íon essa soma é igual à carga do íon (aqui
para ).
- Para uma molécula neutra essa soma é
- Outra regra prática: em quase todos os compostos, o oxigênio tem número de oxidação
(há exceções, como peróxidos, mas não é peróxido).
Passo 3
Aplicando as regras ao íon
:
- Chame o número de oxidação do manganês de
(ou seja, para o átomo de Mn usamos como incógnita). - Cada átomo de oxigênio tem nox
. Como há 4 oxigênios, a contribuição total dos oxigênios é . - A soma das contribuições deve ser igual à carga total do íon, que é
. Escrevemos a equação:
Passo 4
Resolver a equação passo a passo (sem pular etapas):
- Primeiro calcule
:
- Substituindo na equação:
- Agora isole
: some aos dois lados:
- Então
- Interpretando: o número de oxidação do manganês é
(escreve-se como , ou simplesmente indicando carga positiva efetiva no contexto do nox).
Passo 5
Verificação rápida e comentário prático:
- Verificação: soma dos nox
(Mn) (O) , que coincide com a carga do íon . Perfeito. - Observação útil para prova: o permanganato é um íon muito comum cujo Mn está em um estado de oxidação alto,
; é bom decorar isso, pois aparece frequentemente em exercícios de oxidação-redução.