Faça o balanceamento da seguinte equação para a reação em meio ácido:
MnO4^-+Fe^2+ <=ftarrows Fe^3++Mn^2+

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos que balancear a equação química da reação entre permanganato ( MnO4^-) e ferro ( Fe^2+) em meio ácido. Isso faz parte da matéria de Química, especificamente nas reações de oxirredução (redox). Para resolver isso, vamos usar o método das semi-reações, que divide a equação em partes menores para facilitar o balanceamento.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar quais são os agentes oxidante e redutor na reação. Olhando para os estados de oxidação:
  • Mn em MnO4^- tem estado de oxidação +7.
  • Fe em Fe^2+ tem estado de oxidação +2.
  • Fe em Fe^3+ tem estado de oxidação +3.
  • Mn em Mn^2+ tem estado de oxidação +2.
O manganês está sendo reduzido (de +7 para +2) e o ferro está sendo oxidado (de +2 para +3).

Passo 3

Vamos separar a equação em duas semi-reações: uma para a redução do MnO4^- e outra para a oxidação do Fe^2+.
Semi-reação de redução:
MnO4^- Mn^2+
Semi-reação de oxidação:
Fe^2+ Fe^3+

Passo 4

Agora, vamos balancear os átomos que não sejam oxigênio e hidrogênio em cada semi-reação.
Na redução do manganês, já está balanceado o manganês:
MnO4^- Mn^2+
Na oxidação do ferro, também está balanceado:
Fe^2+ Fe^3+

Passo 5

Balancear os átomos de oxigênio adicionando H2O e os de hidrogênio adicionando H^+, já que estamos em meio ácido.
Para a redução do manganês:
MnO4^- Mn^2+ + 4,H2O
Adicionamos 8 H^+ para balancear os hidrogênios:
MnO4^- + 8,H^+ Mn^2+ + 4,H2O
Para a oxidação do ferro:
Não há oxigênio ou hidrogênio para balancear, então mantemos:
Fe^2+ Fe^3+

Passo 6

Agora, balancear as cargas adicionando elétrons ( e^-).
Redução do manganês:
O lado esquerdo tem carga total de $ -1 + 8(+1) = +7 $.
O lado direito tem carga de $ +2 $.
Para balancear, adicionamos 5 elétrons no lado esquerdo:
-1 + 8(+1) = +7
Oxidação do ferro:
O lado esquerdo tem carga de $ +2 $ e o lado direito $ +3 $.
Para balancear, adicionamos 1 elétron no lado direito:
+2

Passo 7

Precisamos que o número de elétrons seja igual em ambas as semi-reações para que possam se cancelar. Na redução, temos 5 elétrons e na oxidação, 1 elétron. Multiplicamos a semi-reação de oxidação por 5:
Oxidação do ferro (multiplicada por 5):
5,Fe^2+ 5,Fe^3+ + 5,e^-
Agora, somamos as duas semi-reações:
MnO4^- + 8,H^+ + 5,e^- + 5,Fe^2+ Mn^2+ + 4,H2O + 5,Fe^3+ + 5,e^-
Os elétrons se cancelam, ficando:
MnO4^- + 8,H^+ + 5,Fe^2+ Mn^2+ + 4,H2O + 5,Fe^3+

Passo 8

Vamos conferir se está tudo balanceado:
  • Átomos de Mn: 1 de cada lado.
  • Átomos de Fe: 5 de cada lado.
  • Átomos de O: 4 H2O = 4 O no lado direito e 4 O no lado esquerdo do MnO4^-.
  • Átomos de H: 8 H^+ no lado esquerdo e 8 H no lado direito através de 4 H2O.
  • Cargas: Lado esquerdo: $ -1 + 8(+1) + 5(+2) = +17 $. Lado direito: $ +2 + 5(+3) = +17 $.
Tudo está balanceado!

Resposta

MnO4^- + 8,H^+ + 5,Fe^2+ Mn^2+ + 4,H2O + 5,Fe^3+

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