OXIRREDUO

Por que o ferro exposto ao ar transforma-se em ferrugem?

Por que o cobre exposto ao ar fica esverdeado?

OxirreduoAs reaes de oxirreduo so as reaes nas quais h transferncia de eltrons de um reagente para o outro, ou seja, os nmeros de oxidao sofrem variaes.

OxidaoZn0 (s) 2

Reduo 2 HCl( aq ) ZnCl2( aq ) H 2( g )

Oxidao e ReduoOxidao a perda de eltrons por uma espcie qumica. Reduo o ganho de eltrons por uma espcie qumica. No exemplo anterior... O Hidrognio ganhou eltrons, ou seja, se reduziu. O zinco perdeu eltrons, ou seja, se oxidou.

Agente redutor e Agente oxidanteAgente redutor substncia que age causando a reduo de um elemento pertencente a uma substncia reagente. O agente redutor contm a substncia que perde eltrons (sofre oxidao). Agente oxidante substncia que age causando a oxidao de um elemento pertencente a uma substncia reagente. O agente oxidante contm a substncia que ganha eltrons (sofre reduo).

Perda de eltrons

Oxidao

Aumento do Nox

Ganho de eltrons

Reduo

Diminuio do Nox

Oxidante

Ganha eltrons

Sofre Reduo

Redutor

Perde eltrons

Sofre oxidao

NOXNmero de oxidao (nox) a carga real (compostos inicos) ou virtual (compostos covalentes) que um tomo apresenta dentro de uma estrutura qumica.

Na

+- Compostos inicos -

ClNa+

-

Cl

-

O tomo de Sdio perdeu um eltron Nox = +1 O tomo de Cloro ganhou um eltron Nox = -1

- compostos covalentes -

Metano (CH4) - Eletronegatividade: C > H

Carbono: NOX = -4Hidrognio: NOX = +1 Clorometano (CH3Cl) - Eletronegatividade: Cl > C > H

Cloro: NOX = -1Carbono: NOX = -2 Hidrognio: NOX = +1

Regras de determinao do NOXI - O Nox de qualquer elemento sob forma simples

igual a zero.Nox do O no O2 = 0. Nox do O no O3 = 0. Nox do C no diamante = 0. Nox do C no Grafite = 0.

II - Alguns elementos possuem Nox fixo em seus compostos: Metais alcalinos - Li, Na, K, Rb, Cs, Fr (Famlia IA) e Ag: tem seu Nox = +1. Metais alcalino-terrosos (famlia IIA Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) e Zn: tem seu Nox = +2. Al: tem seu Nox = +3. F: tem seu Nox = -1 devido a ser o mais eletronegativo de todos os elementos, sempre ter a tendncia de receber um eltron

III- O nox do hidrognio (H) pode ser +1 ou -1. O nox do hidrognio ser +1 quando ligado a um elemento mais eletronegativo e ser -1 quando ligado a um elemento mais eletropositivo. Ex.: HCl NaH IV - O Nox do elemento oxignio (O), na maioria dos compostos, igual a -2 . Ex: H2O. Nos perxidos (O O), o Oxignio tem Nox = -1. Ex: H2O2. No Fluoreto de Oxignio (OF2), o Oxignio tem Nox = +2. V- Calcognios (somente se aparecerem na extremidade direita da frmula) possuem nox = -2.

Halognios (somente se aparecerem na extremidade direita da frmula) possuem nox = -1.

VI - Numa molcula nox = 0. nox do fsforo na substncia H3PO4(cido fosfrico)? 3 (nox H) + x + 4 (nox O) = 0 3 (+1) + x + 4 (- 2) = 0 x=+5

Num on nox = carga do on. nox do cromo da substncia Cr2O7 (dicromato)? 2 x + 7 (nox O) = -2 2 x + 7 (-2) = -2 x = +6

VII - Determinao do nox atravs da frmula estrutural Alm do mtodo algbrico visto, possvel tambm determinar o nox dos tomos atravs das frmulas estruturais das substncias que os contm, levando-se em conta as eletronegatividades dos elementos envolvidos. Por exemplo: Nox do Carbono no cido actico H3CCOOH. Eletronegatividade: H < C < OEste carbono faz uma ligao com cada Hidrognio:Nox = -1

H O | || HCCOH | H

Carbono fazendo duas ligaes com Oxignio: Nox = +2

Nox total deste carbono: (3).(-1)= -3

Carbono fazendo uma ligao com Oxignio: Nox = +1

Esta ligao apolar.

Nox total deste carbono:(+2) + (+1) = +3

Balanceamento por oxirreduoBalancear uma reao por oxirreduo consiste em fazer com que o total de eltrons cedidos pelo agente redutor seja igual ao de eltrons ganhos pelo agente oxidante. Regras para o balanceamento: 1) Determinar, na equao qumica, qual espcie se oxida e qual se reduz. 2) Escolher os produtos ou reagentes para iniciar o balanceamento. 3) Encontrar os oxid e red . oxid = nmero de eltrons perdidos x atomicidade do elemento red = nmero de eltrons recebidos x atomicidade do elemento

As atomicidades so definidas no membro de partida (reagentes ou produtos).4) Para igualar os eltrons nos processos de oxidao e reduo: O oxid se torna o coeficiente da substncia que contm o tomo que se reduz. O red se torna o coeficiente da substncia que contm o tomo que se oxida. 5) Os coeficientes das demais substncias so determinados por tentativas, baseando-se na conservao dos tomos.

Exemplo:NaBr + MnO2 + H2SO4 MnSO4 + Br2 + H2O + NaHSO4 O Br se oxida, pois tem nox = -1 no primeiro membro e nox = 0 no segundo. Esta oxidao envolve 1 eltron e como sua atomicidade no NaBr igual a 1, temos ... oxid = 1 x 1 = 1 O Mn se reduz, pois tem nox = 4+ no primeiro membro e nox = 2+ no segundo. Esta reduo envolve 2 eltrons e como sua atomicidade no MnO2 igual a 1, temos ... red = 2 x 1 = 2

Invertendo os coeficientes obtidos ... 2 NaBr + 1 MnO2 + H2SO4 MnSO4 + Br2 + H2O + NaHSO4Os demais coeficientes so obtidos por tentativas ... 2 NaBr + 1 MnO2 + 3 H2SO4 1 MnSO4 + 1 Br2 + 2 H2O + 2 NaHSO4

Pilha galvnicaPilha galvnica ou voltaica um dispositivo que permite a obteno de corrente eltrica por meio de um reao de oxirreduo espontnea.

Semi reao de oxidaoSemi-reao de reduo

Reao global

Aumento da [Cu+]

Aumento da [Zn+]

As lminas de zinco e cobre so chamadas de eletrodos.

nodo e ctodo so os eletrodos em que ocorrem as semi-reaes de oxidao e reduo, respectivamente. Plo negativo o eletrodo de onde saem os eltrons e o plo positivo o eletrodo no qual os eltrons entram.Representao para pilhas IUPAC

nodo

Soluo do nodo

Soluo do Ctodo

Ctodo

Semipilha de oxidao Ponte salina

Semipilha de reduo

Potencial de um eletrodoO potencial de eletrodo de um semipilha depende da concentrao de seus ons e da temperatura. Sendo assim padronizou-se que: - Uma semipilha-padro aquela na qual as concentraes inicas so de 1mol/L e a temperatura de 25C. - Um eletrodo-padro aquele que possui uma semipilhapadro.

Determinando o potencial do eletrodoPor conveno o potencial do eletrodo padro de hidrognio foi considerado zero.

+ H 1mol/L

Para que medirmos o potencial-padro de um eletrodo, construmos uma pilha com esse eletrodo-padro e o eletrodo-padro de hidrognio.

Como o a ddp medida ser o

,

do

respectivo eletrodo-padro.

- Qual o potencial-padro de oxidao do zinco?

Como o o potencial-padro do hidrognio zero, conclui-se que o potencial-padro do zinco 0,763 V.

Potenciais-padro de reduo (em volts)

A voltagem de uma pilha-padro pode ser calculada pela diferena entre os potenciais-padro de reduo de suas semipilhas. Assim:

Exemplo: semipilha de cobre e semipilha de zinco.

Relao entre o potencial de reduo e o poder do oxidante e do redutor

Quanto maior for o ser o oxidante. Quanto maior for o fraco ser o redutor.

mais fcil ser a reduo e mais forte mais difcil ser a oxidao e mais

Quanto menor for o fraco ser o oxidante.Quanto menor for o ser o redutor.

mais difcil ser a reduo e maismais fcil ser a oxidao e mais forte

E

0

REDUO FCIL

OXIDANTE FORTE REDUTOR FRACO

red

OXIDAO DIFCIL

E

0

REDUO DIFCIL

OXIDANTE FRACO REDUTOR FORTE

red

OXIDAO FCIL

GRANDE

PEQUENO

Previso de oxirredues espontneasAs reaes de oxirreduo que ocorrem na descarga de uma pilha so sempre espontneas. Nelas, os eltrons transferemse da semi-reao com menor para a com maior .

EMENOR

0

Reao espontneaFLUXO DE ELTRONS

red

EMENOR

0

red

MAIOR TENDNCIA A CEDER ELETRONS

MAIOR

FLUXO DE ELTRONS

TENDNCIA A RECEBER ELETRONS

Reao no espontnea

REGRA PRTICA0 Ered semi reaodereduo 0 Ered

semi reaodereduo

0 ( Ered )

Reao espontnea

E 0 0

Reao no espontnea

Corroso

Corroso do ferro Na presena de ar mido ou de gua contendo oxignio (ar) dissolvido, o ferro sofre um processo de oxidao, transformando-se em ferrugem. Inicialmente a ferrugem ocorre quando acontece a formao de Fe(OH)2 fazendo com que o sistema reagente (Fe + H2O + O2) funcionasse como uma pilha galvnica, na qual o fluxo de eltrons conduzido pelo prprio metal.

Quando outros metais (zinco, alumnio, nquel, cobre, etc.) so expostos ao ar mido, tambm ocorre oxidao, mas os xidos formados aderem superfcie do metal, constituindo uma pelcula de proteo que interrompe a oxidao.

Eletrodo de sacrifcio Nos cascos dos navios e em gasodutos costuma haver plaquetas de magnsio presas na superfcie em contato com as intempries e com gua do mar.

Facilidade de ceder eltrons: Mg > Fe Facilidade de oxidao: Mg > Fe

Como tem maior tendncia ceder eltrons que o ferro, o magnsio impede a reao , isto , impede a corroso do ferro. Quem se oxida o magnsio e por isso, ele chamado eletrodo de sacrifcio.

Ferro Galvanizado o ferro revestido em com um camada de zinco a qual isola o ferro do ar e, com isso, impede sua corroso. Se o ferro for riscado e ficar exposto, o zinco ir funcionar como eletrodo de sacrifcio, impedindo a oxidao do ferro.