As equações químicas completas abaixo representam reações de oxirredução. Faça o balanceamento dessas equações usando o método de oxirredução. Indique o elemento que sofre oxidação, o elemento que sofre redução, o agente oxidante e o agente redutor.
(f) KMnO4(aq)+H2 O2(aq) Mn(OH)2(s)+O2(g)+KOH(aq)+H2 O(l)

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para balancear a reação de oxirredução usando o método de oxirredução. Além disso, precisamos identificar qual elemento está sendo oxidado, qual está sendo reduzido, o agente oxidante e o agente redutor. Para isso, vamos precisar entender os estados de oxidação dos elementos envolvidos e seguir alguns passos para balancear a equação.

Passo 2

Primeiro, vamos atribuir os estados de oxidação a cada elemento nas substâncias reagentes e produtos. Isso nos ajudará a identificar quais elementos estão sendo oxidados e quais estão sendo reduzidos.
  • KMnO₄:
    • K: +1
    • Mn: ?
    • O: -2
    • Calculando Mn: +1 + Mn + 4*(-2) = 0 → Mn = +7
  • H₂O₂:
    • H: +1
    • O: -1
  • Mn(OH)₂:
    • Mn: ?
    • O: -2
    • H: +1
    • Calculando Mn: Mn + 2*( -2 +1) = 0 → Mn = +2
  • O₂:
    • O: 0
  • KOH:
    • K: +1
    • O: -2
    • H: +1
  • H₂O:
    • H: +1
    • O: -2

Passo 3

Agora que sabemos os estados de oxidação, vamos identificar as mudanças:
  • Mn passa de +7 em KMnO₄ para +2 em Mn(OH)₂ → redução (ganha elétrons)
  • O em H₂O₂ passa de -1 para 0 em O₂ → oxidação (perde elétrons)

Passo 4

Vamos separar a reação em duas metades: a de redução e a de oxidação.
Meia-reação de redução (Mn):
Mn^+7 Mn^+2
Meia-reação de oxidação (O):
O^-1 O^0

Passo 5

Agora, vamos balancear cada meia-reação individualmente.
Redução:
MnO4^- + 6H^+ + 5e^- Mn^+2 + 4H2O
Explicação: Balanceamos Mn, O adicionando H₂O, H adicionando H⁺ e, por último, elétrons para balancear a carga.
Oxidação:
H2O2 O2 + 2H^+ + 2e^-
Explicação: Balanceamos O, H adicionando H⁺ e elétrons para balancear a carga.

Passo 6

Agora, precisamos igualar o número de elétrons nas duas meia-reações. Multiplicamos a meia-reação de oxidação por 5 e a de redução por 2:
Redução multiplicada por 2:
2MnO4^- + 12H^+ + 10e^- 2Mn^+2 + 8H2O
Oxidação multiplicada por 5:
5H2O2 5O2 + 10H^+ + 10e^-

Passo 7

Agora, somamos as duas meia-reações cancelando os elétrons:
2MnO4^- + 12H^+ + 5H2O2 2Mn^+2 + 8H2O + 5O2 + 10H^+
Simplificando os íons H⁺:
2MnO4^- + 2H^+ + 5H2O2 2Mn^+2 + 8H2O + 5O2

Passo 8

Agora, voltamos aos reagentes e produtos completos, incluindo os íons e moléculas que estavam no enunciado original.
Considerando KMnO₄ e KOH, balanceamos os potássios:
2KMnO4 + 5H2O2 + 2H2O 2Mn(OH)2 + 5O2 + 2KOH

Resposta

A equação balanceada é:
2,KMnO4(aq) + 5,H2O2(aq) + 2,H2O(l) 2,Mn(OH)2(s) + 5,O2(g) + 2,KOH(aq)
Elementos e Agentes:
  • Oxidação: Oxigênio no H₂O₂ (O está perdendo elétrons)
  • Redução: Manganês no KMnO₄ (Mn está ganhando elétrons)
  • Agente oxidante: KMnO₄
  • Agente redutor: H₂O₂

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