O permanganato de potássio (KMnO4) é muito empregado como agente oxidante. Tem usos na oxidação de compostos orgânicos e como oxidante leve. Nos laboratórios de química, é empregado para oxidar a água oxigenada na determinação de sua concentração em meio ácido. A reação não balanceada que ocorre com a água oxigenada é a representada abaixo: KMnO4 + H2SO4 + H2O2 --> K2SO4 + MnSO4 + H2O + O2 O agente redutor e o nox do Mn nos reagentes e produtos da reação são:
Passo 1
Então, vamos lá! A questão fala sobre a reação entre permanganato de potássio (KMnO₄) e água oxigenada (H₂O₂) em meio ácido (H₂SO₄). Nosso objetivo aqui é identificar qual é o agente redutor nessa reação e descobrir o número de oxidação (nox) do manganês (Mn) tanto nos reagentes quanto nos produtos. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre reações de oxirredução e como determinar os números de oxidação dos elementos envolvidos.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é um agente redutor. Em uma reação de oxirredução, o agente redutor é a substância que perde elétrons, ou seja, sofre oxidação. Ele “reduz” o agente oxidante ao ceder elétrons. Portanto, para encontrar o agente redutor, precisamos identificar qual substância está sendo oxidada na reação.
Passo 3
Agora, vamos analisar os números de oxidação (nox) do manganês (Mn) nos reagentes e nos produtos para ver como eles mudam durante a reação. O nox nos ajuda a entender se um elemento está sendo oxidado ou reduzido.
Primeiro, identificamos os compostos que contêm manganês na reação:
-
Reagentes:
- KMnO₄
-
Produtos:
- MnSO₄
Vamos determinar o nox do Mn em cada um desses compostos.
Passo 4
Começando com o KMnO₄:
Sabemos que o potássio (K) tem nox +1 e o oxigênio (O) tem nox -2. A soma dos números de oxidação em um composto neutro deve ser igual a zero.
Vamos montar a equação:
Portanto, o nox do Mn no KMnO₄ é +7.
Passo 5
Agora, analisamos o MnSO₄:
O sulfato (SO₄²⁻) tem carga -2, e o manganês está ligado a ele, formando um composto neutro. Sabemos que o oxigênio tem nox -2.
Vamos determinar o nox do Mn:
Dentro do sulfato:
Voltando ao MnSO₄:
Então, o nox do Mn no MnSO₄ é +2.
Passo 6
Agora que temos os números de oxidação do Mn nos reagentes e produtos, podemos ver que o Mn está passando de +7 no KMnO₄ para +2 no MnSO₄. Isso significa que o Mn está ganhando elétrons, ou seja, está sendo reduzido.
Como o Mn está sendo reduzido, a substância que está fazendo o inverso, ou seja, perdendo elétrons, é o agente redutor. Na reação, o agente redutor é a água oxigenada (H₂O₂), que está oxidando o KMnO₄.
Resposta
O agente redutor na reação é a água oxigenada (H₂O₂) e o número de oxidação do manganês (Mn) é +7 nos reagentes (KMnO₄) e +2 nos produtos (MnSO₄).