[Risolto] Ho bisogno di un aiuto in chimica, n.27 lettera c

Problema:

Bilanciare la seguente reazione redox in soluzione acida con il metodo delle semireazioni:

$\mathrm{C_2O_4^{2-}} \to \mathrm{MnO_4^- + CO_2 + Mn^{2+}}$

Soluzione:

Prima di bilanciare una REDOX, è necessario determinare gli stati di ossidazione:
- C in \(\mathrm{C_2O_4^{2-}}\): \(x+(x)+4(-2)=-2\implies2x-8=-2\implies x=+3\).
- C in \(\mathrm{CO_2}\): \(+4\).
- Mn in \(\mathrm{MnO_4^-}\): \(x+4(-2)=-1\implies x=+7\).
- Mn in \(\mathrm{Mn^{2+}}\): \(+2\).

Si utilizza poi il metodo delle semireazioni.

 Semireazione di ossidazione:
$$\mathrm{C_2O_4^{2-}}\;\longrightarrow\;2\,\mathrm{CO_2}$$
-  atomi O e C: bilanciati 
- carica: a sinistra \(-2\), a destra 0; si aggiunge dunque 2 e⁻ a destra
$$\mathrm{C_2O_4^{2-}}\;\longrightarrow\;2\,\mathrm{CO_2}+2\,e^-.$$

 Semireazione di riduzione:
$$\mathrm{MnO_4^-}\;\longrightarrow\;\mathrm{Mn^{2+}}$$
- atomi Mn: bilanciati
- atomi O: 4 ossigeni a sinistra → si aggiunge dunque 4 H₂O a destra
$$\mathrm{MnO_4^-}\;\longrightarrow\;\mathrm{Mn^{2+}}+4\,\mathrm{H_2O}.$$
- atomi H: 8 H a destra → si aggiungono 8 H⁺ a sinistra
$$8\,\mathrm{H^+}+\mathrm{MnO_4^-}\;\longrightarrow\;\mathrm{Mn^{2+}}+4\,\mathrm{H_2O}.$$
- carica: a sinistra \(+8-1=+7\), a destra \(+2\); si aggiungono dunque 5 e⁻ a sinistra
$$8\,\mathrm{H^+}+\mathrm{MnO_4^-}+5\,e^-\;\longrightarrow\;\mathrm{Mn^{2+}}+4\,\mathrm{H_2O}.$$

Dopo aver sistemato le reazioni di ossidazione e riduzione, è necessario sistemare la parte degli elettroni:
L'ossidazione rilascia 2 e⁻, mentre la riduzione ne consuma 5. Si moltiplica dunque la semireazione di ossidazione per 5 e quella di riduzione per 2.

Ossidazione ×5:
$$5\,\mathrm{C_2O_4^{2-}}\;\longrightarrow\;10\,\mathrm{CO_2}+10\,e^-.$$

Riduzione ×2:
$$16\,\mathrm{H^+}+2\,\mathrm{MnO_4^-}+10\,e^-\;\longrightarrow\;2\,\mathrm{Mn^{2+}}+8\,\mathrm{H_2O}.$$

Si conclude sommando le semireazioni e semplificando:

$$\begin{aligned}
&5\,\mathrm{C_2O_4^{2-}}
+16\,\mathrm{H^+}
+2\,\mathrm{MnO_4^-}
+\cancel{10\,e^-}
\\
&\quad\longrightarrow\;
10\,\mathrm{CO_2}
+2\,\mathrm{Mn^{2+}}
+8\,\mathrm{H_2O}
+\cancel{10\,e^-}.
\end{aligned}$$