As equações químicas parciais abaixo representam reações de oxirredução. Faça o balanceamento em meio ácido e em meio básico 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) MnO4^-(aq)+H2 O2(aq) Mn^2+(aq)+O2(g)

Passo 1

Beleza, vamos começar entendendo o que a questão pede. A gente tem uma reação química envolvendo íons permanganato ( ) e peróxido de hidrogênio ( ) que resulta em íon manganês ( ) e oxigênio gasoso ( ). Nosso objetivo é balancear essa equação tanto em meio ácido quanto em meio básico usando o método de oxirredução. Além disso, precisamos identificar qual elemento está sendo oxidado, qual está sendo reduzido, e também os agentes oxidante e redutor.

Passo 2

Primeiro, vamos separar a reação em duas metades: a redução e a oxidação. Para isso, identificamos quais elementos estão ganhando ou perdendo elétrons.
Na reação dada:
MnO4^- + H2O2 Mn^2+ + O2
Observamos que o manganês ( ) passa de um estado de oxidação +VII no para +II no , indicando redução. Já o oxigênio no passa de -I para 0 no , indicando oxidação.

Passo 3

Agora, vamos balancear cada meia-reação separadamente começando pelo meio ácido.
Meia-reação de redução:
MnO4^- Mn^2+
Primeiro, balanceamos o manganês:
MnO4^- Mn^2+
Depois, balanceamos os oxigênios adicionando água:
MnO4^- Mn^2+ + 4H2O
Agora, balanceamos os hidrogênios adicionando íons hidrogênio ( MnO4^- + 8H^+ Mn^2+ + 4H2O ):
MnO4^- + 8H^+ + 5e^- Mn^2+ + 4H2O
Por fim, balanceamos a carga adicionando elétrons:
H2O2 O2
Meia-reação de oxidação:
H2O2 O2
Balanceando os oxigênios:
H2O2 O2 + 2H^+
Balanceando os hidrogênios adicionando H2O2 O2 + 2H^+ + 2e^- :
Balanceando a carga adicionando elétrons:

Passo 4

Agora, precisamos igualar o número de elétrons nas duas meia-reações. Na redução, temos 5 elétrons e na oxidação, 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:
Redução multiplicada por 2:
2MnO4^- + 16H^+ + 10e^- 2Mn^2+ + 8H2O
Oxidação multiplicada por 5:
5H2O2 5O2 + 10H^+ + 10e^-

Passo 5

Agora, somamos as duas meia-reações cancelando os elétrons:
2MnO4^- + 16H^+ + 10e^- + 5H2O2 2Mn^2+ + 8H2O + 5O2 + 10H^+ + 10e^-
Cancelando os elétrons e simplificando:
2MnO4^- + 6H^+ + 5H2O2 2Mn^2+ + 8H2O + 5O2

Passo 6

Esse é o balanceamento em meio ácido. Agora, para balancear em meio básico, precisamos neutralizar os íons 2MnO4^- + 6H^+ + 5H2O2 + 6OH^- 2Mn^2+ + 8H2O + 5O2 + 6OH^- adicionando 6H^+ + 6OH^- 6H2O de ambos os lados:
Adicionando 6 2MnO4^- + 5H2O2 + 6H2O 2Mn^2+ + 8H2O + 5O2 + 6OH^- a ambos:
2MnO4^- + 5H2O2 + 6H2O - 6H2O 2Mn^2+ + 8H2O + 5O2 + 6OH^-
Combinar 2MnO4^- + 5H2O2 2Mn^2+ + 8H2O + 5O2 + 6OH^- com formando água:
Substituindo na equação:
Simplificando as águas:

Passo 7

Finalmente, podemos reduzir a equação em meio básico:
Subtraindo 5 2MnO4^- + 5H2O2 2Mn^2+ + 3H2O + 5O2 + 6OH^- de ambos os lados:

Resposta

A equação balanceada em meio ácido é:
2MnO4^- + 6H^+ + 5H2O2 2Mn^2+ + 8H2O + 5O2
E em meio básico:
2MnO4^- + 5H2O2 2Mn^2+ + 3H2O + 5O2 + 6OH^-
O elemento que sofre oxidação é o oxigênio no , e o que sofre redução é o manganês no . O agente oxidante é o e o agente redutor é o .

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