Usando o método do número de oxidação, balanceie cada uma das seguintes equações para reações ocorrendo em solução ácida:
MnO4^-+H2 C2 O4 Mn^2++CO2

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:
MnO4^- + H2C2O4 Mn^2+ + CO2
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 ( MnO4^-):
    • Oxigênio geralmente tem -2.
    • Há 4 oxigênios: 4 times (-2) = -8.
    • A carga total é -1, então o manganês deve ter +7 para equilibrar: Mn^+7.
  • Ácido oxálico ():
    • Hidrogênio tem +1, oxigênio -2.
    • Para cada H2C2O4: C.
    • Então, cada carbono tem +3.
  • Mn 2x + 4(-2) + 2(+1) = 0 Rightarrow 2x -8 +2 =0 Rightarrow 2x=6 Rightarrow x=+3:
    • Manganês está em +2.
  • Dióxido de carbono ( ^2+):
    • Oxigênio -2, então carbono +4.

Passo 3

Agora, vamos ver quais espécies estão sendo oxidadas e reduzidas.
  • Redução:
    • Manganês vai de +7 ( MnO4^-) para +2 ( Mn^2+).
    • Isso é uma redução porque o número de oxidação diminui.
    • A mudança é de +7 para +2, ou seja, ganha 5 elétrons.
  • Oxidação:
    • Carbono vai de +3 ( H2C2O4) para +4 ( CO2).
    • 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.

Passo 4

Vamos escrever as duas semichemicas:
  • Redução (Mn):
    MnO4^- Mn^2+
  • Oxidação ©:
    H2C2O4 CO2

Passo 5

Balancear cada semichemica:
  • Redução:
    1. Balancear Mn:
      Já está balanceado (1 Mn de cada lado).
    2. Balancear O usando H2O:
      À esquerda temos 4 O, à direita, nenhum. Então adicionamos 4 H2O:
      MnO4^- Mn^2+ + 4H2O
    3. Balancear H usando H^+:
      À direita temos 8 H (4 H2O), então adicionamos 8 H^+ à esquerda:
      MnO4^- + 8H^+ Mn^2+ + 4H2O
    4. Balancear carga com elétrons:
      À esquerda temos carga: -1 + 8(+1) = +7.
      À direita temos +2.
      Para equilibrar, adicionamos 5 elétrons à esquerda:
      MnO4^- + 8H^+ + 5e^- Mn^2+ + 4H2O
  • Oxidação:
    1. Balancear C:
      Temos 2 C em H2C2O4 e 2 CO2, então está balanceado.
    2. Balancear O:
      Cada H2C2O4 tem 4 O e cada CO2 tem 2 O, totalizando 4 O. Está balanceado.
    3. Balancear H:
      Há 2 H no e nenhum no H2C2O4. Adicionamos 2 CO2:
      H^+
    4. Balancear carga com elétrons:
      À esquerda temos carga neutra, à direita temos H2C2O4 2CO2 + 2H^+.
      Para equilibrar, adicionamos 2 elétrons à direita:
      2(+1) = +2

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:
    2MnO4^- + 16H^+ + 10e^- 2Mn^2+ + 8H2O
  • Multiplicamos a semichemica de oxidação por 5:
    5H2C2O4 10CO2 + 10H^+ + 10e^-

Passo 7

Agora, somamos as duas semichemicas e cancelamos os elétrons:
2MnO4^- + 16H^+ + 10e^- + 5H2C2O4 2Mn^2+ + 8H2O + 10CO2 + 10H^+ + 10e^-
Cancelando os 10 elétrons e simplificando os íons H^+:
2MnO4^- + 6H^+ + 5H2C2O4 2Mn^2+ + 8H2O + 10CO2

Resposta

A equação balanceada é:
2MnO4^- + 6H^+ + 5H2C2O4 2Mn^2+ + 8H2O + 10CO2

Exercícios relacionados