Em estações de tratamento de água, o manganês dissolvido (Mn2+) pode ser removido por oxidação com permanganato (MnO4^-), formando dióxido de manganês sólido (MnO2), que é posteriormente removido por filtração. A reação global simplificada, em meio aquoso, é representada pela equação química: 3 Mn2+ + 2 MnO4^- + 2 H2O → 5 MnO2(s) + 4 H+ Com base nessa equação, analise as afirmativas a seguir: I. O íon manganês(II) sofre oxidação. II. O manganês presente em MnO4^- sofre redução. III. Os valores de Nox do manganês nas espécies químicas apresentadas na equação são, respectivamente, 2+, 7+ e 4+. IV. A reação envolve transferência total de 10 mols de elétrons entre as espécies de manganês. Quais afirmativas estão corretas?

Pela equação:

$3\,\mathrm{Mn^{2+}} + 2\,\mathrm{MnO_4^-} + 2\,\mathrm{H_2O} \rightarrow 5\,\mathrm{MnO_2}(s) + 4\,\mathrm{H^+}$

Vamos analisar os números de oxidação (Nox) do Mn e a transferência de elétrons.

I. O íon manganês(II) sofre oxidação.

• Em $\mathrm{Mn^{2+}}$, o Nox do Mn é $+2$.
• Em $\mathrm{MnO_2}$, o oxigênio vale $-2$ (cada), então: $x + 2(-2) = 0 \Rightarrow x = +4$
• O Mn passa de $+2$ para $+4$ (aumenta o Nox) (\Rightarrow) oxidação. Logo, I é verdadeira.

II. O manganês presente em $\mathrm{MnO_4^-}$ sofre redução.

• Em $\mathrm{MnO_4^-}$, com O = $-2$: $x + 4(-2) = -1 \Rightarrow x = +7$
• No produto $\mathrm{MnO_2}$, o Mn está em $+4$.
• O Mn passa de $+7$ para $+4$ (diminui o Nox) (\Rightarrow) redução. Logo, II é verdadeira.

III. Os valores de Nox do manganês são, respectivamente, $2^+$, $7^+$ e $4^+$. Pelos cálculos acima:

• $\mathrm{Mn^{2+}}$: $+2$
• $\mathrm{MnO_4^-}$: $+7$
• $\mathrm{MnO_2}$: $+4$ Logo, III é verdadeira.

IV. A reação envolve transferência total de 10 mols de elétrons. Calculemos os elétrons perdidos/ganhos pelos manganeses:

• Oxidação: cada Mn em $\mathrm{Mn^{2+}}$ vai de $+2$ para $+4$, então perde 2 elétrons. Como são 3 mol de $\mathrm{Mn^{2+}}$: $3 \times 2 = 6 \text{ mol de elétrons perdidos}$
• Redução: cada Mn em $\mathrm{MnO_4^-}$ vai de $+7$ para $+4$, então ganha 3 elétrons. Como são 2 mol de $\mathrm{MnO_4^-}$: $2 \times 3 = 6 \text{ mol de elétrons ganhos}$ Logo, a transferência total compatível com a equação é de 6 mol de elétrons, não 10. Portanto, IV é falsa.

Conclusão: corretas I, II e III בלבד.

Alternativa correta: (E).