Equilíbrio de Oxidação Redução
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- Zilda Neto César
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1 Equilíbrio de Oxidação Redução
2 Reações de Oxidação Redução Caracterizam-se pela transferências de elétrons entre as espécies envolvidas. Qual a consequência da transferência de elétrons? Oxidação: uma espécie química sofre aumento do seu número de oxidação. Redução: uma espécie química sofre redução do seu número de oxidação.
3 Reações de Oxidação Redução Reações redox duas semi-reações simultâneas. (uma envolvendo a perda e a outra o ganho de elétrons) A perda de elétrons por uma espécie é a oxidação O ganho de elétrons por uma outra espécie é a redução Fe 3+ + V 2+ Fe 2+ + V 3+
4 Reações de Oxidação Redução Reações redox duas semi-reações simultâneas. (uma envolvendo a perda e a outra o ganho de elétrons) A perda de elétrons por uma espécie é a oxidação. O ganho de elétrons por uma outra espécie é a redução. Assim, o agente oxidante é aquele que se reduz. Agente redutor é aquele que se oxida.
5 Reações de Oxidação Redução Agente oxidante se reduz porque recebe elétrons. Agente redutor se oxida porque doa elétrons. Exemplos: 1) 2Fe 3+ + Sn 2+ 2 Fe 2+ + Sn 4+ Semi reações: 2 Fe e - 2 Fe 2+ Agente oxidante Sn 2+ Sn e - Agente redutor
6 Química Analítica Clássica Reações de Oxidação Redução Agente oxidante se reduz porque recebe elétrons. Agente redutor se oxida porque doa elétrons. Exemplos: 2) 5Fe 2+ + MnO H + 5 Fe 3+ + Mn H 2 O Semi reações: MnO H + + 5e - Mn H 2 O Agente oxidante 5 Fe 2+ 5 Fe e - Agente redutor
7 Química Analítica Clássica Reações de Oxidação Redução Exemplo 3: reação que ocorre quando se mergulha uma lâmina de zinco metálico em uma solução de sulfato de cobre. A reação global é a seguinte: Semi-reações: Zn 0 Cu 2 Zn 2 Cu 0 A oxidação do zinco metálico Zn 0 Zn 2 2e A redução do cobre (II) Cu 2 2e Cu 0
8 Reações de Oxidação Redução Exemplo 3: reação que ocorre quando se mergulha uma lâmina de zinco metálico em uma solução de sulfato de cobre. As espécies capazes de doar elétrons são chamadas agentes redutores e aquelas capazes de receber elétrons são agentes oxidantes. No exemplo, Zn perdeu 2e - Zn 0 Cu 2 Zn 2 Cu agente redutor sofre oxidação 0 Cu 2+ ganhou 2e - agente oxidante sofre redução Em uma reação redox o número de elétrons cedidos por uma espécie deve ser IGUAL ao número de elétrons ganhos por outra espécie.
9 Balanceamento de Reações de Oxidação Redução Reações com estequiometria 1:1 Ce e - Ce 3+ semi-reação de redução Fe 2+ Fe e - semi-reação de oxidação Ce 4+ + Fe 2+ Ce 3+ + Fe 3+ reação redox completa Ce 4+ é o agente oxidante, porque se reduz. Fe 2+ é o agente redutor, porque se oxida.
10 Balanceamento de Reações de Oxidação Redução Reações com estequiometria 2:1 2 Fe e - 2 Fe 2+ semi-reação de redução Sn 2+ Sn e - semi-reação de oxidação 2 Fe 3+ + Sn (s) 2Fe 2+ + Sn 4+ reação redox completa Fe 4+ é o agente oxidante, porque se reduz. Sn 2+ é o agente redutor, porque se oxida.
11 Eletroquímica A eletroquímica estuda : Pilhas Eletrólise Pilhas ou Células Galvânicas Características Transformam energia química (de uma reação química) em energia elétrica (são geradores de corrente elétrica) O processo, ou seja, a reação é espontâneo A corrente gerada é uma corrente contínua A reação que ocorre é uma reação de óxido-redução (reação de transferência de elétrons) A transferência de elétrons ocorre de forma indireta 11
12 ESQUEMA DE UMA PILHA MODELO : PILHA DE DANIELL ( Zn Cu) Lâmina de Zn mergulhada numa solução de íons Zn 2+ Lâmina de Cu mergulhada numa solução de íons Cu 2+ 12
13 Quando as duas lâminas são ligadas através de um fio começam a migrar elétrons da lâmina de Zinco ( Zn ) para a lâmina de Cobre ( Cu ). Dizemos então que o Zn oxida(doa elétrons) e que o Cu reduz(recebe elétrons) na reação, ou seja: na lâmina de Zn : Zn 0 Zn e - (Oxidação) (da lâmina) (caem na solução) na lâmina de Cu Cu e - Cu 0 (Redução) (da : solução) (depositam na lâmina) Com o passar do tempo a lâmina de Zn sofre desgaste ( perde massa ou é corroída ) e a lâmina de Cu sofre acúmulo de material ( ganha massa ) 13
14 - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - Zn E 0 red Zn = - 0,76 V Zn +2 Zn +2 SO 4 - V Cl Ponte Cl salina K + K KCl K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + K + E 0 red Cu = +0,34V Cu +2 SO 4-2 e - e - Cu e - e - + Ânodo (-) : Zn 0 Zn e - Oxidação do zinco metálico Cátodo (+) : Cu e - Cu 0 Redução dos íons cobre A reação global da pilha é dada então por : Zn o (s) + Cu 2+ (aq) Zn 2+ (aq) + Cu o (s) Representação esquemática de uma Pilha : A o A + B + B o 14
15 a b c d e
16 Aqui está a DICA para guardar o que interessa para as PILHAS nas PI lhas o polo PO sitivo é o CA todo e ocorre R edução Oxidação = Corrosão Quem sofre redução numa pilha : Tem maior potencial de redução Ganha elétrons Diminui o Número de Oxidação ( Nox ) 16
17 Cálculo da Voltagem, ou ddp ou Força Eletromotriz (f.e.m) de uma PILHA ( V ou E o ) E o E o redução maior - E o redução menor E o potencial de eletrodo do elemento ( V ) 17
18 TABELA DOS POTENCIAIS DE REDUÇÃO A 25 o C e 1 atm Par Redox Reação de Eletrodo E 0 /V Li + /Li Li + + e - Li K + /K K + + e - K Ca 2+ /Ca Ca e - Ca Na + /Na Na + + e - Na Al 3+ /Al Al e - Al Zn 2+ /Zn Zn e - Zn Cr 3+ /Cr Cr e - Cr Fe 2+ /Fe Fe e - Fe Cd 2+ /Cd Cd e - Cd Ni 2+ /Ni Ni e - Ni Sn 2+ /Sn Sn e - Sn Pb 2+ /Pb Pb e - Pb H + /H 2 /Pt 2H + + 2e - H Cu 2+ /Cu Cu e - Cu 0.34 Ag + /Ag Ag + + e - Ag 0.80 Au 3+ /Au Au e - Au
19 EXERCÍCIO 1 : Dada a pilha esquematizada abaixo, especifique : a) Os polos, os eletrodos, a d.d.p, o sentido da corrente, o que ocorre com cada eletrodo b) As reações em cada eletrodo e a reação global da pilha 19
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