Usando o método do número de oxidação, balanceie cada uma das seguintes equações para reações ocorrendo em solução ácida:
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos que balancear a reação química que ocorre em meio ácido usando o método dos números de oxidação. O enunciado é:
Para resolver isso, vamos precisar identificar os números de oxidação dos elementos envolvidos, separar a reação em duas semichemicas (oxidação e redução), balancear cada uma delas e depois juntar tudo de forma equilibrada.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os números de oxidação de cada elemento na reação.
-
Permanganato (
): - Oxigênio geralmente tem -2.
- Há 4 oxigênios:
. - A carga total é -1, então o manganês deve ter +7 para equilibrar:
.
-
Ácido oxálico ():
- Hidrogênio tem +1, oxigênio -2.
- Para cada
: . - Então, cada carbono tem +3.
-
Mn
: - Manganês está em +2.
-
Dióxido de carbono (
): - Oxigênio -2, então carbono +4.
Passo 3
Agora, vamos ver quais espécies estão sendo oxidadas e reduzidas.
-
Redução:
- Manganês vai de +7 (
) para +2 ( ). - Isso é uma redução porque o número de oxidação diminui.
- A mudança é de +7 para +2, ou seja, ganha 5 elétrons.
- Manganês vai de +7 (
-
Oxidação:
- Carbono vai de +3 (
) para +4 ( ). - Isso é uma oxidação porque o número de oxidação aumenta.
- A mudança é de +3 para +4, ou seja, perde 1 elétron por átomo de carbono. Como há 2 carbonos, totaliza 2 elétrons perdidos.
- Carbono vai de +3 (
Passo 4
Vamos escrever as duas semichemicas:
-
Redução (Mn):
-
Oxidação ©:
Passo 5
Balancear cada semichemica:
-
Redução:
-
Balancear Mn:
Já está balanceado (1 Mn de cada lado). -
Balancear O usando
:
À esquerda temos 4 O, à direita, nenhum. Então adicionamos 4: -
Balancear H usando
:
À direita temos 8 H (4), então adicionamos 8 à esquerda: -
Balancear carga com elétrons:
À esquerda temos carga:.
À direita temos.
Para equilibrar, adicionamos 5 elétrons à esquerda:
-
-
Oxidação:
-
Balancear C:
Temos 2 C eme 2 , então está balanceado. -
Balancear O:
Cadatem 4 O e cada tem 2 O, totalizando 4 O. Está balanceado. -
Balancear H:
Há 2 H no e nenhum no. Adicionamos 2 : -
Balancear carga com elétrons:
À esquerda temos carga neutra, à direita temos.
Para equilibrar, adicionamos 2 elétrons à direita:
-
Passo 6
Agora, vamos igualar os elétrons para que se cancelem ao somar as semichemicas. A redução envolve 5 elétrons e a oxidação 2. O mínimo comum múltiplo é 10.
-
Multiplicamos a semichemica de redução por 2:
-
Multiplicamos a semichemica de oxidação por 5:
Passo 7
Agora, somamos as duas semichemicas e cancelamos os elétrons:
Cancelando os 10 elétrons e simplificando os íons
:
Resposta
A equação balanceada é: