REAÇÕES DE OXIRREDUÇÃO

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Gabriela Pinheiro Azeredo
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1 REAÇÕES DE OXIRREDUÇÃO Prof. Me. Márcio R. Guimarães CRQ Última atualização: 29/08/2018 Antes de sabermos sobre as Reações de Oxirredução, faremos uma revisão do conteúdo de Número de Oxidação (NOX). 1

2 Número de Oxidação (NOX) É a carga de um elemento químico. Regra 1 O número de oxidação presentes nos átomos das substâncias simples é zero. Exemplos: Al, Zn, Cu, H 2, Cl 2, O 3 e outros. Regra 2 NOX O nox de um íon é igual a sua carga. Exemplos: H + : nox = +1 Cl : nox = -1 Ca 2+ : nox = +2 S 2- : nox = -2 Al 3+ : nox = +3 2

3 NOX Regra 3 O nox dos metais alcalinos (Li, Na, K, Rb, Cs e Fr) em seus composto é +1. Exemplos: NaCl KF Li 2 S NOX Regra 4 O nox dos metais alcalinos terrosos (Be, Mg, Ca, Sr, Ba e Ra) em seus compostos é +2. Exemplos: BaCl 2 CaO MgF

4 NOX Regra 5 O nox do hidrogênio é geralmente +1, exceto nos hidretos metálicos (nox = -1). Exemplos: HCl HF H 2 S LiH KH CaH NOX Regra 6 O nox do oxigênio é geralmente -2, exceto nos peróxidos (nox = -1) e nos superóxidos (nox = -0,5). Exemplos: H 2 O Na 2 O H 2 O Na 2 O 2 Na 2 O 4 CaO ,5 +2-0,5 4

5 REAÇÕES DE OXIRREDUÇÃO São reações químicas que ocorrem com a transferência de elétrons entre os átomos participantes da transformação. Os fenômenos da oxidação e redução modificam os materiais. OXIDAÇÃO E REDUÇÃO Oxidação-Redução em termos de Oxigênio Oxidação é o ganho de oxigênio por uma substância. Redução é a retirada de oxigênio de uma substância. Exemplos: C + O 2 CO 2 4 Fe + 3 O 2 2 Fe 2 O 3 H 3 CCH 2 OH + O 2 H 3 CCOOH + H 2 O 5

6 OXIDAÇÃO E REDUÇÃO Perda ou Ganho de Elétrons Oxidação é a perda de elétrons por uma espécie química, havendo aumento do valor do nox. Redução é o ganho de elétrons por uma espécie química, havendo diminuição do valor do nox. Agente Oxidante: é o reagente cujo elemento químico sofreu redução. Agente Redutor: é o reagente cujo elemento química sofreu oxidação. Respiração Hb = hemoglobina HbO 2 = oxihemoglobina Agente Oxidante:O 2 Agente Redutor: Hb 6

7 Escurecimento de uma maçã Escurecimento de uma maçã A banana e a maçã escurecem quando são descascadas e guardadas por algum tempo. A laranja e o tomate não escurecem, por não possuírem a substância hidroquinona. Para evitar o escurecimento, a sabedoria popular manda colocar gotas de limão sobre as bananas e maçãs cortadas, pois o ácido cítrico, contido no limão, inibe a ação da enzima, diminuindo a velocidade da reação descrita anteriormente. C ( +1 +2): oxidação Agente Redutor: hidroquinona O (0-2): redução Agente Oxidante: O 2 7

8 Enferrujamento de Superfícies Metálicas Fe (0 +3): oxidação Agente Redutor: Fe O (0-2): redução Agente Oxidante: O 2 Combustão do Carvão C (0 +4): oxidação Agente Redutor: C O (0-2): redução Agente Oxidante: O 2 8

9 Decomposição da Água Oxigenada O (-1 0): oxidação Agente Redutor: H 2 O 2 O (-1-2): redução Agente Oxidante: H 2 O 2 Produção de Aço 9

Exemplos de oxidação e redução Produção de Aço O minério de ferro é carregado no alto forno. Oxigênio aquecido a uma temperatura de 1000ºC é soprado pela parte de baixo do alto forno.

O gusa é uma liga de ferro e carbono com um teor de carbono muito elevado.

10 Exemplos de oxidação e redução Produção de Aço O minério de ferro é carregado no alto forno. Oxigênio aquecido a uma temperatura de 1000ºC é soprado pela parte de baixo do alto forno. O carvão, em contato com o oxigênio, produz calor que funde a carga metálica e dá início ao processo de redução do minério de ferro em um metal líquido: o ferro-gusa. O gusa é uma liga de ferro e carbono com um teor de carbono muito elevado. Fe 2 O 3 (s) + 3 CO (g) 2 Fe (s) + 3 CO 2 (g) Fe (+3 0): redução C (0 +2): oxidação Agente Oxidante: Fe Agente Redutor: C Bateria de automóvel Processo de descarga: Pb (s) + PbO 2 (s) + 4 H + (aq) + SO 4 2- (aq) 2 PbSO 4 (aq) + 2 H 2 O (l) Pb (0 +2): oxidação Pb (+4 +2): redução agente redutor: Pb (s) agente oxidante: PbO 2 (s) 10

11 Bateria de automóvel Processo de carga: 2 PbSO 4 (aq) + 2 H 2 O (l) Pb (s) + PbO 2 (s) + 4 H + (aq) + SO 4 2- (aq) Pb (+2 0): redução Pb (+2 +4): oxidação agente redutor: PbSO 4 (aq) agente oxidante: PbSO 4 (aq) Módulo lunar da Apollo 11 em 1969 Os combustíveis utilizados foram a dimetil-hidrazina e o tetróxido de dinitrogênio. 11

12 Combustível da Apollo 11 (CH 3 ) 2 N NH 2 (l) + 2 N 2 O 4 (l) 3 N 2 (g) + 4 H 2 O (g) + 2 CO 2 (g) C (-3 + 4): oxidação N (-2 0): oxidação N (+4 0): redução Agente Redutor: (CH 3 ) 2 N NH 2 (l) Agente Oxidante: N 2 O 4 (l) Lentes Fotocromáticas Escurecem na presença de luz ultravioleta, devido a corantes fotossensíveis. 12

13 Lentes Fotocromáticas São produzidas com nitrato de prata (AgNO 3 ) e nitrato de cobre (CuNO 3 ). Ag (+1 0): redução Agente Oxidante: Ag + Cu ( +1 +2): oxidação Agente Redutor: Cu Revelação Fotográfica ou de Radiografias Ag (+1 0): redução Agente Oxidante: Ag + C (-1 +2): oxidação Agente Redutor: hidroquinona 13

Radiografias Ao radiografar qualquer parte do corpo humano na radiografia que é um fino filme com brometo de prata (AgBr) ocorre a seguinte reação química: Ag (+1 0): redução Br (-1 0): oxidação

14 Radiografias Ao radiografar qualquer parte do corpo humano na radiografia que é um fino filme com brometo de prata (AgBr) ocorre a seguinte reação química: Ag (+1 0): redução Br (-1 0): oxidação Agente Redutor: AgBr Agente Oxidante: AgBr Formação de ácido láctico no organismo Em nosso organismo ocorrem muitas reações químicas de oxi-redução envolvendo compostos orgânicos. Uma delas, que acontece nos músculos submetidos a esforços intensos, é a transformação de ácido pirúvico em ácido láctico, que é promovida por uma substância de fórmula complexa, representada bioquimicamente por NADH. C (+2 0): redução NADH: oxidação Agente Oxidante: ácido pirúvico Agente Redutor: NADH 14

15 Indigo Blue As roupas de tecidos jeans apresentam sua coloração característica devido ao corante indigo blue, insolúvel em água. Atualmente, esses tecido sofre tingimento provocado por reações químicas de oxi-redução realizadas em lavanderias. No tingimento, o indigo é reduzido, pelo hidrossulfito de sódio em meio alcalino originando o indigo branco. Processo parecido com esse ocorre com o jeans com coloração indigo blue for lavado com produtos que contém hipoclorito de sódio. Indigo Blue C (+2 +1): redução S (+3 +6): oxidação Agente Oxidante: Indigo Blue S (+3 +4): redução Agente Redutor: Na 2 S 2 O 4 15

16 Bafômetro de Dicromato É uma aparelho usado pelos policiais para estimar o nível de embriaguez de motoristas suspeitos de dirigir alcoolizados. O motorista alcoolizado ao soprar no canudinho do equipamento expele o ar com etanol. Nessa reação de oxiredução, o etanol é oxidado a ácido acético e o Cr 6+ do dicromato de potássio (laranja) é reduzido a Cr 3+ (verde), indicando o estado de embriaguez do condutor. A reação química está descrita a seguir: Bafômetro de Dicromato 3 CH 3 CH 2 OH + 2 K 2 Cr 2 O H 2 SO 4 CH 3 COOH + 2 Cr 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO H 2 O Laranja Verde C (-1 +3): oxidação Agente Redutor: CH 3 CH 2 OH Cr (+6 +3): redução agente Oxidante: K 2 Cr 2 O 7 16

Exemplos de oxidação e redução Etilômetro É um bafômetro em que não há a presença do dicromato de potássio em meio ácido. A figura abaixo mostra o funcionamento do equipamento.

17 Exemplos de oxidação e redução Etilômetro É um bafômetro em que não há a presença do dicromato de potássio em meio ácido. A figura abaixo mostra o funcionamento do equipamento. O etanol é oxidado a ácido acético em um recipiente que contém água e íons OH - (meio eletrolítico). O equipamento produz uma corrente elétrica que é maior quando no meio eletrolítico existe ácido acético. Quanto maior a quantidade de ácido acético maior é a corrente elétrica produzida e maior a quantidade de álcool no sangue do condutor. O etilômetro é mais preciso que o bafômetro, além de ser uma prova irrefutável da embriaguez de um indivíduo. Esquema de Funcionamento de um etilômetro 17

18 Etilômetro Ânodo CH 3 CH 2 OH + 4 OH - CH 3 CHO + 3 H 2 O + 4 e - Cátodo O H 2 O + 4 e - 4 OH - Reação Global H 3 CCH 2 OH + O 2 H 3 CCHO + H 2 O Etilômetro C (-1 +3): oxidação Agente Redutor: CH 3 CH 2 OH O (0-2): redução Agente Oxidante: O 2 18

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