Faça o balanceamento das seguintes reações redox pelo método das semi-reações:
(d) MnO4^-(aq)+Cl^-(aq) Mn^2+(aq)+Cl2(g) (meio ácido)

Passo 1

Beleza, vamos balancear essa reação redox: MnO4^-(aq) + Cl^-(aq) Mn^2+(aq) + Cl2(g) em meio ácido. A gente vai usar o método das semi-reações, que é uma maneira de separar a reação em duas partes: uma de oxidação e outra de redução. Precisamos saber como identificar essas partes e equilibrar elétrons, prótons e moléculas de água.

Passo 2

Primeiro, identificamos quais espécies estão sendo reduzidas e quais estão sendo oxidadas. Olhando para a manganês e o cloro:
  • A manganês passa de MnO4^- para Mn^2+. Isso significa que ela está ganhando elétrons (reduzindo).
  • O cloro passa de Cl^- para Cl2. Isso significa que ele está perdendo elétrons (oxidando).

Passo 3

Agora, escrevemos as semi-reações separadamente.
Redução:
MnO4^- Mn^2+
Oxidação:
Cl^- Cl2

Passo 4

Vamos equilibrar cada uma dessas semi-reações. Começando pela redução da manganês. Primeiro, equilibramos os átomos que não sejam H e O.
Redução:
MnO4^- Mn^2+
A manganês já está equilibrada: 1 Mn de cada lado.

Passo 5

Agora, equilibramos o oxigênio adicionando moléculas de água ( H2O) do outro lado da equação. Temos 4 oxigenos no MnO4^-, então adicionamos 4 H2O no lado direito.
MnO4^- Mn^2+ + 4 H2O

Passo 6

Como estamos em meio ácido, equilibramos os hidrogênios adicionando íons hidrogênio ( H^+). Temos 8 hidrogênios nas 4 moléculas de água, então adicionamos 8 H^+ no lado esquerdo.
MnO4^- + 8 H^+ Mn^2+ + 4 H2O

Passo 7

Agora, equilibramos a carga adicionando elétrons ( e^-). No lado esquerdo, a carga total é -1 + 8(+1) = +7. No lado direito, a carga é +2. Para equilibrar, precisamos adicionar 5 elétrons no lado esquerdo:
MnO4^- + 8 H^+ + 5 e^- Mn^2+ + 4 H2O

Passo 8

Vamos equilibrar agora a semi-reação de oxidação do cloro.
Oxidação:
Cl^- Cl2
Equilibrando os átomos de cloro, temos 2 átomos de Cl no Cl2, então usamos 2 Cl^-:
2 Cl^- Cl2

Passo 9

Agora, equilibramos a carga adicionando elétrons. No lado esquerdo, a carga total é 2(-1) = -2, e no lado direito a carga é 0. Então, adicionamos 2 elétrons no lado direito:
2 Cl^- Cl2 + 2 e^-

Passo 10

Agora, precisamos igualar o número de elétrons nas duas semi-reações. A primeira semi-reação tem 5 elétrons e a segunda tem 2. O Mínimo Múltiplo Comum (MMC) de 5 e 2 é 10. Então, multiplicamos a primeira semi-reação por 2 e a segunda por 5:
Redução multiplicada por 2:
2 MnO4^- + 16 H^+ + 10 e^- 2 Mn^2+ + 8 H2O
Oxidação multiplicada por 5:
10 Cl^- 5 Cl2 + 10 e^-

Passo 11

Agora, somamos as duas semi-reações. Os elétrons se cancelam:
2 MnO4^- + 16 H^+ + 10 Cl^- 2 Mn^2+ + 8 H2O + 5 Cl2

Resposta

A reação balanceada é:
2 MnO4^- + 16 H^+ + 10 Cl^- 2 Mn^2+ + 8 H2O + 5 Cl2

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