O processo de branqueamento de celulose pode ser feito com tratamentos a base de peróxido de hidrogênio. Uma amostra desse reagente foi submetida à análise para verificação de sua concentração.
do produto foram diluídos para
com água destilada. Posteriormente,
dessa solução foram também diluídos, com água destilada, para
. Alíquotas de
da
solução diluída final foram tituladas com solução de
, tendo sido consumidos
; 23,00 mL ; e
. Com base neste procedimento, determine:
Esboce a reação química. Quantos elétrons estão envolvidos na reação?
solução diluída final foram tituladas com solução de
Esboce a reação química. Quantos elétrons estão envolvidos na reação?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre o branqueamento de celulose usando peróxido de hidrogênio (H₂O₂) e envolve algumas diluições e titulações com permanganato de potássio (KMnO₄). O conteúdo que vamos precisar aqui é de química redox, ou seja, reações de oxidação e redução. Vamos usar conceitos de reações redox para esboçar a reação química entre H₂O₂ e KMnO₄ e descobrir quantos elétrons estão envolvidos nessa reação.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os reagentes principais: peróxido de hidrogênio (H₂O₂) e permanganato de potássio (KMnO₄). Nessas reações, o KMnO₄ atua como agente oxidante, e o H₂O₂ pode atuar tanto como oxidante quanto como redutor, dependendo das condições. Aqui, como estamos falando de branqueamento, o H₂O₂ está agindo como um agente redutor.
Passo 3
Vamos escrever as semi-reações de redução e oxidação separadamente. No processo redox, uma substância é reduzida (ganha elétrons) e outra é oxidada (perde elétrons).
Meia-reação de redução do KMnO₄:
O permanganato de potássio (KMnO₄) é reduzido em meio ácido:
O permanganato de potássio (KMnO₄) é reduzido em meio ácido:
Meia-reação de oxidação do H₂O₂:
O peróxido de hidrogênio é oxidado a água:
O peróxido de hidrogênio é oxidado a água:
Passo 4
Agora, precisamos balancear o número de elétrons transferidos nas duas meia-reações para que eles se cancelem. Observamos que a redução do KMnO₄ envolve 5 elétrons, enquanto a oxidação do H₂O₂ envolve 2 elétrons. Para igualar o número de elétrons, multiplicamos a meia-reação da oxidação por 5 e a da redução por 2:
Meia-reação de redução (multiplicada por 2):
Meia-reação de oxidação (multiplicada por 5):
Passo 5
Agora, somamos as duas meia-reações balanceadas:
Simplificando os termos semelhantes:
Resposta
A reação química balanceada entre o permanganato de potássio e o peróxido de hidrogênio em meio ácido é:
Nessa reação, 10 elétrons estão envolvidos na transferência de elétrons entre as espécies químicas.