Balanceie as seguintes equações simplificadas, usando as meias-reações de oxidação e redução. Todas as reações ocorrem em solução ácida. Identifique o agente oxidante e o agente redutor em cada reação.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O que a gente tem aqui é uma reação química entre o íon permanganato ( ) e o ácido metanossulfônico ( ) que ocorre em solução ácida. Nosso objetivo é balancear essa equação usando as meias-reações de oxidação e redução. Além disso, vamos identificar qual é o agente oxidante e qual é o agente redutor na reação. Para isso, vamos precisar entender como identificar essas meias-reações e como balancear as equações em meio ácido.

Passo 2

Primeiro, vamos separar a reação em duas meias-reações: uma de redução e outra de oxidação. Para identificar qual espécie está sendo oxidada e qual está sendo reduzida, precisamos olhar para os estados de oxidação dos elementos envolvidos.
No , o manganês (Mn) tem um estado de oxidação de +7. No , o estado de oxidação do manganês é +2. Ou seja, o manganês está passando de +7 para +2, o que significa que ele está ganhando elétrons (redução).
Já no , o enxofre (S) tem um estado de oxidação de +4. No , o estado de oxidação do enxofre é +6. Portanto, o enxofre está passando de +4 para +6, perdendo elétrons (oxidação).

Passo 3

Agora, vamos escrever as meias-reações:
Meia-reação de redução:
Meia-reação de oxidação:

Passo 4

Vamos balancear cada meia-reação separadamente. Vamos começar com a meia-reação de redução.
Meia-reação de redução:
Primeiro, balanceamos os átomos de manganês. Já está balanceado (1 Mn de cada lado). Agora, balanceamos os oxigênios adicionando água ( ):
Em seguida, balanceamos os hidrogênios adicionando íons hidrogênio ( ):
Por fim, balanceamos as cargas adicionando elétrons ( ):

Passo 5

Agora, vamos balancear a meia-reação de oxidação.
Meia-reação de oxidação:
Primeiro, balanceamos os átomos de enxofre. Já está balanceado. Agora, balanceamos os oxigênios adicionando água se necessário, mas aqui vamos balancear os hidrogênios adicionando ou conforme necessário.
Contando os átomos:
  • Lado esquerdo: 3 O
  • Lado direito: 4 O
Adicionamos uma molécula de água no lado esquerdo:
Agora, balanceamos os hidrogênios:
  • Lado esquerdo: 4 H
  • Lado direito: 1 H
Adicionamos 3 no lado direito:
Por fim, balanceamos as cargas adicionando elétrons:

Passo 6

Agora que temos as duas meias-reações balanceadas, precisamos igualar o número de elétrons para que eles se cancelem quando somarmos as duas meias-reações.
A meia-reação de redução tem 5 elétrons, e a de oxidação tem 2 elétrons. O mínimo múltiplo comum de 5 e 2 é 10. Então, multiplicamos a meia-reação de redução por 2 e a de oxidação por 5:
Meia-reação de redução multiplicada por 2:
Meia-reação de oxidação multiplicada por 5:

Passo 7

Vamos somar as duas meias-reações balanceadas:
Os elétrons se cancelam, e vamos simplificar os íons hidrogênio e as moléculas de água:
  • Íons hidrogênio:
  • Água: (movemos para o lado dos reagentes)
Então, a equação balanceada fica:

Resposta

A equação balanceada é:
Agente oxidante: (permanganato de potássio)
Agente redutor: (ácido metanossulfônico)

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