ELETROQUÍMICATransformação de matéria e

energia elétrica

Giseli Menegat e Maira Gazzi Manfrogiseli.menegat@caxias.ifrs.edu.brmaira.manfro@caxias.ifrs.edu.br

O QUE É ELETROQUÍMICA?

É a parte da Química que estuda a relação entre a corrente elétrica e

as reações químicas de transferência de elétrons.

A eletroquímica é aplicada para fabricação de muitos aparelhos

utilizados em nosso cotidiano, como pilhas, baterias, celulares,

lanternas, computadores e calculadoras.

O QUE SIGNIFICA OXIDAR? Quando você pega um prego muitas vezes ele está todo amarelo e desgastado, como na

Figura 1. Isso ocorre porque o ferro oxida em contato com o oxigênio, acontecendo uma

reação de oxirredução.

Figura 1. Prego oxidado.

4 Fe + 3O2 2 Fe2O3

Perceba que o ferro inicialmente não tem carga e no final ficou Fe3+ assim como o oxigênio, inicialmente era O

2 e no final

ficou O2- dizemos então que o ferro sofre oxidação, porque perdeu elétrons e o oxigênio sofre redução pois ganhou elétrons.

Fe0 O0 Fe3+ O2-

Oxidação é a perda de elétrons. O elemento que provoca a oxidação é chamado de agente oxidante. Redução é o ganho de elétrons. O elemento que provoca a redução é chamado de agente redutor.

Outro exemplo é a oxidação do ferro a partir do sulfato de cobre. Observe a Figura 2.

O QUE SIGNIFICA OXIDAR?

Figura 2. Oxidação do ferro a partir do sulfato de cobre.

Fe(s)+ Cu2+SO42- Fe2+SO4

2- + Cu(s)

Fe0 Cu2+ Fe2+ Cu0

Se separarmos a reação em seus íons podemos

ver a oxidação do ferro.

Perceba que o ferro perdeu dois elétrons e o cobre

ganhou dois elétrons, dizemos então que o Fe

sofreu oxidação e foi um agente redutor pois fez

com que o oxigênio reduzisse. E o oxigênio é um

agente oxidante pois fez o ferro oxidar..

RESUMINDO:

QUEM SOFRE OXIDAÇÃO PERDE ELÉTRONS É UM AGENTE REDUTOR

QUEM SOBRE REDUÇÃO GANHA ELÉTRONS É UM AGENTE OXIDANTE

O QUE SIGNIFICA OXIDAR?

Exemplo: Zn(s) + 2H+(aq) H2(g) + Zn2+

(aq)

Zn0 H+ H0 Zn2+

PERDEU ELÉTRONS

GANHOU ELÉTRONS

Quem sobre oxidação: ZnQuem sobre redução : HAgente oxidante: HAgente redutor: Zn

NÚMERO DE OXIDAÇÃO (NOX)

Devido a transferência de elétrons, ocorreu uma mudança na carga elétrica das

espécies. Essas cargas elétricas são denominadas de número de oxidação NOX.

Nos compostos iônicos o NOX corresponde a própria carga do íon. Essa carga equivale

ao número de elétrons perdidos ou recebidos. Exemplo:

Na+Cl-

Nox Na = +1

Nox Cl = -1

Al3+ Fe3

-

Nox Al = +3

Nox Fe = -1

Ag+Cl-

Nox Ag = +1

Nox Cl = -1

NÚMERO DE OXIDAÇÃO (NOX)

Nos compostos moleculares o NOX corresponde a carga elétrica que o átomo iria

adquirir se a ligação fosse rompida.

Quando os átomos pertencentes a um mesmo elemento compartilham elétrons, estes

se distribuem de forma homogênea, eles têm a mesma eletronegatividade. Para cada átomo

de uma espécie atribui-se NOX = 0 se eles estiverem se ligando entre si formando uma

substância simples.

Figura 3. Os elétrons se distribuem de forma homogênia na ligação de dois átomos de H2

O2

O = O 0 0 NOX

Cl2

Cl - Cl 0 0 NOX

H2

H - H 0 0 NOX

NÚMERO DE OXIDAÇÃO (NOX)Já nos compostos que os átomos apresentam eletronegatividade diferente os elétrons

tendem a ficar mais próximo do mais eletronegativo. Para o átomo de um composto atribui-se

NOX = +1 quando este for menos eletronegativo que o outro átomo. E para o átomo mais

eletronegativo atribui-se NOX = -1. Isso porque o átomo mais eletronegativo atrai mais os

elétrons formando um dipolo. Exemplos:

Figura 4. Os elétrons do hidrogênio está mais atraído pelos elétrons do Cl.

HF

H - F +1 -1 NOX

H2O

O

H H +1 +1 NOX

-2 CaCO3

C = OO

OCa2+

+4 -2 +2

-2

-2

-2

REGRAS DO NOX1ª SOMA DOS NOX É IGUAL A 0

Você já deve ter parado para pensar que é fácil determinar o nox do CuSO4, é só separar os

íons em Cu2+ e SO4

2-, mas como é possível determinar o nox do S e do O sozinhos?

Com essa regrinha podemos determinar.

Se o nox dos compostos é zero então temos que:

E para o sulfato de cobre nós já sabemos o nox do cobre e do oxigênio, então:

KCl +1 -1 =0

CaO +2 -2 =0

CuSO4 +2 x -2 =0

x = 6

Como tem 4 átomos de oxigênio e 2 de cobre o nox fica:

+2 x -8 = 0x = 8-2x = 6

+2 x -8 = 0

CuSO4 +2 x -2 =0

x = 6

xxOUTRA FORMA

P/ RESOLVER

REGRAS DO NOX2ª O NOX DAS SUBSTÂNCIAS SIMPLES É IGUAL A 0

Como não há diferença de eletronegatividade pois estão envolvidos apenas átomos do mesmo

elemento. Exemplos:

Ag O - O H - H F - F Cl - Cl

REGRAS DO NOX3ª O NOX DO OXIGÊNIO EM SUBSTÂNCIAS COMPOSTAS

O NOX do Oxigênio normalmente é 2-, com exceção do OF2 que o nox é +2, pois o F é mais

eletronegativo, e dos peróxidos nos quais o nox é -1 Exemplos:

H2O

O

H H +1 +1

-2 OF2

O

F F -1 -1

+2

REGRAS DO NOX4ª NUM ÍON COMPOSTO O NOX É IGUAL A CARGA DO ÍON

É possível determinar o nox dos átomos que não conhecemos a partir de íons da mesma

forma que fizemos o composto inteiro. Exemplos:

Cr2O72-

x -2 = 2-x = 6

Como tem 4 átomos de oxigênio e 2 de cobre o nox fica:

2x -2 x 7 = -2x = +12/6x = +6

EXERCÍCIOS1. Dada a reação:

Na(s)

+ KNO3(s)

K2O

(s) + Na

2O

(s) + N

2(g)

Quem sofre oxidação?

Quem sofre redução?

Quem é o agente oxidante?

Quem é o agente redutor?

2. Determine o NOX dos seguintes compostos:

a) Al2S

3b) SrCl2 c) KF d)O2 e) FeSo

4

f) ClO4- g) K2S

EXERCÍCIOS

3. (FUVEST) - I e II são equações de reações que ocorrem em água,

espontaneamente, no sentido indicado, em condições padrão.

I. Fe + Pb2+ → Fe+2 + Pb

II. Zn + Fe2+ → Zn2+ + Fe

Analisando tais reações, isoladamente ou em conjunto, pode-se afirmar que,

em condições padrão,

a) elétrons são transferidos do Pb2+ para o Fe.

b) reação espontânea deve ocorrer entre Pb e Zn2+.

c) Zn2+ deve ser melhor oxidante do que Fe2+ .

d) Zn deve reduzir espontaneamente Pb2+ a Pb.

e) Zn2+ deve ser melhor oxidante do que Pb2+.

EXERCÍCIOS

RESOLUÇÃO1. Dada a reação:

10Na(s)

+ 2KNO3(s)

K2O

(s) + 5Na

2O

(s) + N

2(g)

Quem sofre oxidação? Na

Quem sofre redução? N

Quem é o agente oxidante? KNO3

Quem é o agente redutor? Na(s)

0 +1 X -2

+1 X (-2X3) = 0

X = 6-1X = 5

+1 -2 +1 -2 0aumentou o nox

sofreu oxidação

diminui o nox

sofreu redução

RESOLUÇÃO2. Determine o NOX dos seguintes compostos:

a) Al2S

3b) SrCl

2c) KF

d)O2

e) FeSo4

f) ClO4

- g) K2S

3. D

+3 X

(+3X2) + 3x X = 0 +6 + 3xX = 03xX = -6/3X = -2

x -1

x + 2x(-1) = 0

x= +2

+1 x

+1 +x = 0

x = -1

Substância simples NOX = 0

+2 X -2

+2 + x + 4x(-2) = 0

x = -2 +8x = +6

x -2

X + 4x(-2) = -1x = -1 +8 x = -7

+1 x

2x1 + x = 0

x = -2

REFERÊNCIAS FIGURASFigura 1. Disponível em:

http://www.brasilescola.com/upload/conteudo/images/e2396f1036abffe184043b0759cebe2b.jpg. Acesso

em: 17 de julho de 2018.

Figura 2. Disponível em:

http://4.bp.blogspot.com/-toe03uRlv2o/VDkST8oz_LI/AAAAAAAABnM/1xGGmDfRJBM/s1600/10710526_91

6299711732435_7484823856666136562_n.jpg. Acesso em: 17 de julho de 2018.

Figura 3. Disponível em: https://www.emforma.net/imagens/saude/ligacao-covalente.jpg. Acesso em: 17 de

julho de 2018.

Figura 4. Disponível em:

https://cnx.org/resources/40d2b3e17506586c0e2aed204bb994df/CNX_Chem_07_02_HClBond.jpg. Acesso

em: 17 de julho de 2018.

REFERÊNCIAS

PERUZZO, Francisco Miragaia; CANTO, Eduardo Leite do. Química na abordagem do cotidiano, volume único,

3. ed. São Paulo: Moderna, 2007.

OBRA COLETIVA. Ser protagonista: química 2, volume 2, 3. ed. São Paulo:Edições SM, 2016.

Toda Matéria. Eletroquímica. Disponível em https://www.todamateria.com.br/eletroquimica/. Acesso em:

17 de julho de 2018

Info Escola. Número de oxidação. Disponível em:

https://www.infoescola.com/quimica/numero-de-oxidacao-nox/. Acesso em: 17 de julho de 2018