Gabarito disponível
A mistura entre íons permanganato e peróxido, em meio ácido, pode ser representada pela seguinte equação não balanceada:
MnO₄⁻(aq) + H₂O₂(aq) + H⁺(aq) → Mn²⁺(aq) + O₂(g) + H₂O(ℓ)
Considerando as semirreações e seus potenciais de redução, a 25 ºC,
O₂ + 2 H⁺ + 2 e⁻ → H₂O₂; E⁰ = + 0,68 V
MnO₄⁻(aq) + 8 H⁺(aq) + 5 e⁻ → Mn²⁺(aq) + 4 H₂O(ℓ); E⁰ = +1,51 V
conclui-se que o potencial da reação global e os coeficientes estequiométricos menores e inteiros que completam a equação são:
MnO₄⁻(aq) + H₂O₂(aq) + H⁺(aq) → Mn²⁺(aq) + O₂(g) + H₂O(ℓ)
Considerando as semirreações e seus potenciais de redução, a 25 ºC,
O₂ + 2 H⁺ + 2 e⁻ → H₂O₂; E⁰ = + 0,68 V
MnO₄⁻(aq) + 8 H⁺(aq) + 5 e⁻ → Mn²⁺(aq) + 4 H₂O(ℓ); E⁰ = +1,51 V
conclui-se que o potencial da reação global e os coeficientes estequiométricos menores e inteiros que completam a equação são:
Resolução comentada
O potencial da reação é +0,83 V e os coeficientes são 2 MnO4⁻, 5 H2O2, 6 H⁺, 2 Mn²⁺, 5 O2 e 8 H2O.
O MnO4⁻ (E° = +1,51 V) é reduzido e o H2O2 é oxidado. Então E°reação = 1,51 − 0,68 = +0,83 V. Para igualar os elétrons, multiplicam-se a redução por 2 (10 e⁻) e a oxidação por 5: 2 MnO4⁻ + 5 H2O2 + 6 H⁺ → 2 Mn²⁺ + 5 O2 + 8 H2O.
Análise das alternativas
A e B) O valor de ±2,19 V soma os potenciais e a ordem 5, 2 inverte os coeficientes de MnO4⁻ e H2O2. D) O potencial negativo e os coeficientes 36 e 48 estão errados. E) Traz os coeficientes corretos, mas E° negativo indicaria reação não espontânea, o que é incorreto.
Referência: Eletroquímica: potencial padrão de pilhas e balanceamento redox.
Resolução comentada do VaiConcursos.